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《5.:9  法兰连接【 【 ,5.9.1》  高耸钢》管结构中《的主要?连接方式之》一是法兰连接法兰连!接的位置、形式与结!构整体计算》模式相关《与施工和维》护条件相《关也与?具体结?构的受力《特点有关本条对法兰!的选用作出原则【。规定 《  》。   1《。  钢?管塔:一般采?用空间桁架的计算】模式这是因为构件长!细比较大(》大于30以上即可】),杆件抗弯《。影响较小用空间桁】架计算既简单又准确!既然是空间桁架在】。。节点附?。近出:现铰或半铰就符合】整,体计算模式》用普通螺《栓,连接的法兰尽管【可以做到传递拉【力、压力甚至也可以!抗弯但在受》弯,时法兰?板部分脱离接触【只,能做半刚接 【    【 2  《按,空,间刚架计算的高耸结!构其构件的连—。接要求刚《接刚接的必要—条件:是,有足够的《抗弯强度和》连续抗弯《刚度所以要用—高强螺栓连接对法兰!施加预压力使法【兰板在受力过—程中不开《缝抗:弯刚:度就:连续了空间》桁架的杆件若很长】。中间要加法》。兰连接原则上也要刚!。接否则相当于在【一根压杆中间加【一个半铰其整—体稳定承载力就会】。降低:;钢管?结构杆件中段一般】为离节点3倍直径】以上 ? ? :    《3  有《加劲:法兰受?力合理用钢较—省,设计也?相对灵?活所以用于非—标准管?结构连接成大—型、重?复性低的管结构连】接较好但其》焊缝多是《缺点耗用劳动力也多! ?。  《   4  —。无加劲?法兰焊缝少耗用劳动!力少用于《标准化钢《结构或重复》率高的钢《结构:连接:。模具成本降低有一定!成本优?。。势但其耗钢量大【造价一般较高 【 :  《   5《  小?直径管结构内—部不能进人》操作所以《只能用?外,法兰大?。直径管结构》(如风塔)内部【可进人用《内法兰可节》省施工辅助设施【内法兰抗弯刚度小但!对大直径钢管影【响,。就会小一些》基础与大型单管【塔连接法兰的螺栓布!置,要考虑螺栓埋在【基,础,混凝土中的》构造要求《中距应?加倍:所以单面法兰强【度不足改为双面【法兰既便于施—工设计强度又—容易保证 】     —。。6  一《般高耸结构的法兰所!受拉力、压》力相差?。不大压力略》大于拉力此时钢管】到法兰板《之间力的传递要靠】焊缝对于一》些,特殊的主《要受压?力的高耸结构提升】支架用钢管端磨【平顶:紧传递压《力结构效《率很:高 —    《 7  《双层法兰螺栓有较】大的自由长度施加预!应力准确预应力【。损失:小;双层法兰上表】。面螺栓操作不受【加劲板影响两—。层法兰板之间的加】劲板又可以有足【够的长度布置焊【。缝所以很适合于刚接!柱脚 ? 5.9】.2  本》条规定了刚性法兰】的计算要求 【 ?     1  刚!接法:兰在弯矩作用的同时!可有拉力或压力作】用对螺栓及法兰板的!。不利作用《是,弯和拉?共同作?用在本标《准公式(5》。。.9.2-1—)中不考虑受—压刚接法兰要求法兰!板永:。远处于受《。压状态法兰连接的刚!度,能保持连续》在这一前提下—变,形处于弹性状—态且:转,动中心轴为通—过法兰形心的—中性轴 【     2【。  公式(5.9.!2-2)为允—许法兰板部分进入】塑性:条件下?的验算公式法兰实】际为厚板螺》母与法兰板》上压:力分布属局部—环状分?布,但这两种状态—。的精确?计算只能根据有【限元法不利于工程设!计所以?一般仍采用弹性薄】板理论?按荷:。载,均布计?算法:兰板抗弯最后允【许局部进《入塑:。性其结果与按有【限元法计算总体【接近在工程上—也经长期实践检【验所以采用此法 ! ,     钢管!构件所受压力一【般大于拉力(因【重力作用)而压力分!布一:般都直接由筒壁通】过筒壁与法》兰板的内外环—焊缝直接《传给:法兰板然后》在法兰板《靠筒壁根部区—域通过接触传递因】法兰板?较厚经扩散的—局部承?压足够且受压区常靠!近支座所《以压力虽大但法【兰板弯矩不大一般要!求法兰板与》筒壁的焊《。缝承载力不》小于钢?管抗压?承载力法《兰板受弯《则由螺栓最大拉力控!制这种设计方法【比压力?控制板厚更为经【济这已为有限元分】析及工?程实践所证明 ! ,  ?   3 》 刚接法《兰抗弯按最大螺【栓所在?板块计算其加—。劲板与法兰板—连接焊?缝受力比法兰板与】筒壁连?接焊缝受力大根【据,表5.?9.2中分配—系数α?可,得到:加劲板?及其焊?缝受力 【  ?   4  刚接】法兰抗剪按》。高强:螺栓抗剪《验算一般不》起,控制作用也无需【对法兰顶紧面做【表面处理也》不要测?定摩擦系数》 5.9!.3  《本条规定了半刚接法!。兰的计算 》    】 1 ? 半刚?接,法兰用高强》度普通螺栓连接通常!要加与同样高—强度螺?栓1/3设计—。。预拉力相对》应的扭矩以基—本达到法兰在荷载频!遇值作用下不—开缝的要《求当荷载继续增大时!法兰会开缝法兰【绕某一转动中心轴转!动这对于内法—兰,和,外法兰是不》同的按有限》元分析可得到—。两个转动中心轴位】置及相?应的算式 》 ? :   ? ,2  半刚接—法兰受拉、》受压在空间桁架杆件!连接中最《常,见一:般压力大于》拉力所以《以往按压力对法兰】板做验算但有限元】计算表明《。压,力,的传递直接》通过法兰板与—。。管壁焊缝及法—。兰板之?间的接触《分布范围小且接【近支座对法兰计算】不起控制作用因【此现按抗拉》计算法兰板》已,经几:年工程实践验证【安全:且节约材料 【   —  3?  主要受弯曲作用!指类似单《管塔、悬臂杆之【。类压应力与弯曲【应力相比《小一个?数量:级的:杆件:。 《   《  根据标准编制人!员对多?种典型法兰计—算比较外《法兰将?受压区转动》中心:轴放在离圆心处【3R:/4更为合理但【。考虑到原标准—将受压区形心—轴定在钢管外壁【也未发生《事,。故故折中取钢—管内壁切线为受【压区转?动中心轴内法兰将】转动:。中心轴放在离圆心2!。R/:3处:更为合理 【 , ,    《 对于空间桁架【杆件:理,论上仅受拉力—、压力无剪力亦【无抗剪问题若—要考:虑Af/85构造】剪力:则有剪力《必有弯矩有》弯矩则法兰上—有压力区此压力【必产生摩擦力—抗剪对?于,单管塔之类主要【受弯连接弯矩产生】的,局,部区域压力产—生的摩?。擦力足以抗剪— 5【.9.?4  承压型法【兰用于?压,力产生?的应力大大》超过其他内力—。产生的?应力情?况所以?用管端局部》。承压传递压力法【兰、加劲板》、焊缝与传递压力】无关仅用于传递【其他内力《这样设计结构效率很!高已:有成功的工》程实例?一般:这类法兰的连接【。用摩擦型《高强度螺栓这并不】是为了利用其摩擦力!。而是为了结构免【除杆端?的接:缝变形且当》巨大作用时产生振动!效应所以《其抗弯计算也同刚】性法兰 】 5.9.5 【 双层法兰一般用于!刚接柱脚柱脚刚接】要达到两个标准①】抗弯强度不小—于柱截?面;②?抗弯刚度保持连续没!有突变为达到—后者要求柱脚—法,兰就不能在弯—矩作用?下开缝因此柱脚要】达到刚接锚栓要加】。预拉力?锚栓:。加预拉力之》后柱脚在使用—。中永久处于受压状】态底板不脱离基【础顶面锚栓加预【拉力则要设锚固板、!锚栓套管若》不设套管则预应力损!失,较大对锚栓施加预拉!力,应采:用直接张拉法—若用扭矩法锚栓处于!。复杂应力状》态,折断的?可能性加大而锚栓】万一折断则很难修复!直接张拉法施工锚栓!处于简单受力状【态质量稳《定且安全 —