2.1.9毂式节点 hub joint

由柱状毂体、杆端嵌入件、上下盖板、中心螺栓、平垫园 簧垫圈等零部件组成的机械装配式节点。

2.2.1 作用、作用效应与响

特种设备标准规范范本2. 2. 3 儿何参数:

2. 2. 4 计算系数

αj 相应于i振型自振周期的水平地震影响系数； Y ;一ji振型参与系数； Pik ji振型与k振型的耦联系数； Si 、Sk ji、k振型的阻尼比； 入T k振型与i振型的自振周期比： S 螺栓拧入球体长度与螺栓直径的比值： 入 套筒外接圆直径与螺栓直径的比值

3.1.1在铝合金空间网格结构设计文件中，应注明建筑 安全等级、设计使用年限、铝合金材料牌号及供货状态、 料的型号及其他附加保证和协议要求的项目，

殊建筑铝合金空间网格结构的安全等级应根据具体情况另 定。

3.1.3建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安

建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的 等级相同。对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但 低于三级

3.2.1铝合金空间网格结构可采用网架、网壳、桁架等结构形 式。空间网格结构的选型应结合工程的平面形状、跨度大小、支 承情况、荷载条件、屋面构造、建筑设计等要求综合分析确定。 汗件布置及支承设置应保证结构体系儿何不变

3.2.2网架结构可采用双层或多层形式；网壳结构可采用单层

2.3网架结构的形式可按本规程附录A的规定执行。

3.2.4平面形状为矩形的周边支承网架，当网架的边长比小于

或等于1.5时，宜选用正放四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘 形四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交斜放网架、两向 正交正放网架。当边长比大于1.5时，宜选用两向正交正放网 架、正放四角锥网架或正放抽空四角锥网架。网架的网格高度与

网格尺寸应根据跨度大小、荷载条件、柱网尺寸、支承情况、网 格形式以及构造要求和建筑功能等因素确定，网架的高跨比可取 1/10～1/18。网架在短向跨度的网格数不宜小于5。确定网格尺 寸时宜使相邻杆件间的夹角大于45°，且不宜小于30°。 3.2.5网壳结构可采用球面、圆柱面、双曲抛物面、椭圆抛物 面等曲面形式，也可采用各种组合曲面形式 3.2.6单层网壳的形式可按本规程附录B的规定执行，并应符 合下列规定：

网格尺寸应根据跨度天小、荷载条件、柱网尺寸、支承情况、网 格形式以及构造要求和建筑功能等因素确定，网架的高跨比可取 1/10～1/18。网架在短向跨度的网格数不宜小于5。确定网格尺 寸时宜使相邻杆件间的夹角大于45°，且不宜小于30°

格形式以及构造要求和建筑功能等因素确定，网架的高跨比可取

3.2.5网壳结构可采用球面、圆柱面、双曲抛物面、椭

1单层圆柱面网壳可采用单向斜杆正交正放网格、交叉斜 杆正交正放网格、联方网格及三向网格等形式。两端边支承的单 层圆柱面网壳，跨度不宜大于35m，沿两纵向边支承的单层圆柱 面网壳，跨度不宜大于30m。 2单层球面网壳可采用肋环型、肋环斜杆型、三向网格、 翁形三向网格、联方形三向网格、短程线型等形式。单层球面网 壳的跨度（平面直径）不宜大于80m。 3单层双曲抛物面网壳宜采用三向网格，两个方向杆件沿 直纹布置，也可采用两向正交网格，杆件沿主曲率方向布置，局 部区域可加设斜杆。单层双曲抛物面网壳的跨度不宜大于60m。 4单层椭圆抛物面网壳可采用三向网格、单向斜杆正交正 放网格、椭圆底面网格等形式。单层椭圆抛物面网壳的跨度不宜 大王50m

系、三角锥体系等组成，上、下弦网格的布置，应符合本 3. 2. 4 条的规定。

1铝合金型材的合金牌号、供货状态及表面处理类别应符合表3.3.1的规定，表3.3.1中未列出的，应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T6892的有关规定。表3.3.1铝合金型材的合金牌号、供货状态及表面处理类别牌号供货状态表面处理类别阳极氧化；阳极氧化十电泳涂漆；6005A、6060、6061、6063、6082T4、T5、T6粉末喷涂；液体喷涂注：1型材的供货状态应符合现行国家标准《变形铝及铝合金状态代号》GB/T16475的有关规定。2各类表面处理的膜层代号应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T6892的有关规定。2型材的尺寸偏差应符合现行国家标准《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》GB/T14846中高精级的规定，不同于高精级或需要超高精级时，应在图纸、订货单或合同中注明。对于表面处理的型材，因表面处理引起的尺寸变化不得影响型材装配和使用。3型材的室温纵向拉伸力学性能应符合本规程附录C的规定。附录C中未规定的型材，室温拉伸力学性能应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T6892的有关规定。4型材的化学成分、低倍组织、显微组织、膜层性能、外观质量应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T6892的有关规定。3.3.2铝合金空间网格结构的杆件可采用铝合金建筑型材和管材。杆件采用的材料应符合现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429的有关规定。铝合金板带材应符合现行国家标准.8:

一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB T3880.3的有关规定，铝合金管材应符合现行国家标准《铝及 铝合金热挤压管第1部分：无缝圆管》GB/T4437.1及《铝 及铝合金热挤压管第2部分：有缝管》GB/T4437.2的有关 现定，铝合金棒材应符合现行国家标准《铝及铝合金挤压棒材》 GB/T3191的有关规定。 3.3.3铝合金材料的弹塑性本构关系可按本规程附录D进行 计算。

合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB/ ，铝合金管材应符合现行国家标准《铝及 1部分：无缝圆管》GB/T4437.1及《铝 第2部分：有缝管》GB/T 4437.2的有关

铝合金热挤压管第2部分：有缝管》GB/T4437.2的有 定，铝合金棒材应符合现行国家标准《铝及铝合金挤压棒 3/T3191的有关规定

3.3.3铝合金材料的弹塑性本构关系可按本规程附录D进行

表3.3.4铝合金材料的物理性能指标

3.3.5铝合金材料的强度设计值应按表3.3.5采

3.5铝合金材料的强度设计值应按表3.3.5采用

表3.3.5铝合金材料的强度设计值（N/mm）

3.3.6用于制造螺栓球节点的铝合金球、不锈钢螺栓、套筒、 紧固螺钉、封板、锥头的材料可按表3.3.6的规定选用，并应符 合相应标准的技术条件

表 3. 3. 6 螺栓球节点零件材料

4.1铝合金空间网格结构在恒荷载与活荷载标准值作用下 最大挠度值不宜超过表3.4.1中的容许挠度值。

表3.4.1铝合金空间网格结构的容许挠度值

3.4.2网架与立体架可预先起拱，起拱值可取不大于短向跨 度的1/300。

4.1.1设计铝合金空间网格结构时，应结合材料供应、加工制

4.1.1设计铝合金空间网格结构时，应结合材料供应、力 作与现场施工安装方法，合理选用结构方案、网格布置与 措施

4.1.2铝合金空间网格结构应按承载能力极限状态和正常使用 极限状态进行设计，并应符合下列规定： 1承载能力极限状态应包括构件和连接的强度破坏和因过 度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机 动体系或结构倾覆。 2正常使用极限状态应包括影响结构、构件和非结构构件 正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或 耐久性能的局部损坏。

4.1.3按承载能力极限状态设计铝合金空间网格结

据不同的设计要求，采用荷载效应的基本组合或偶然组合。按正 常使用极限状态设计铝合金空间网格结构时，应根据不同的设计 要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合。建筑结构 荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关 规定取值。

4.1.4铝合金空间网格结构的计算模型和基本假定应

4.1.6铝合金空间网格结构荷载的标准值、荷载分项系

50009的有关规定取值。结构的重要性系数（）应按现行国 家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068的有关规定 取值，设计年限为25年的结构构件，不应小于0.95

4.1.7铝合金空间结构的计算模型应根据结构形式、支座节点 构造以及支承结构的刚度等情况，确定合理的边界约束条件和计 算模型。

4.1.7铝合金空间结构的计算模型应根据结构形式、支

造以及支承结构的刚度等情况，确定合理的边界约束条件和 模型

铝合金空间网格结构应进行重力荷载、地震、温度变化

4.1.8铝合金空间网格结构应进行重力荷载、地震、温

风荷载作用下的位移、内力计算，并应根据具体情况，对支 降、施工安装及检修荷载等作用下的位移、内力进行计算。 移验算中，应按作用标准组合的效应计算结构度。铝合金 网格结构的整体稳定性计算应计入结构的非线性影响

区域内的荷载集中作用在网格周围节点上。当杆件上作用有局部 荷载时，应另行计人局部弯曲内力的影响。

里 要结构应进行防连续倒塌计算

要结构应进行防连续倒塌计算

4.2.1按有限元法进行铝合金空间网格结构静力计算时，可按 下式进行：

式中：K 铝合金空间网格结构总弹性刚度矩阵： U 铝合金空间网格结构节点位移向量； F 铝合金空间网格结构节点荷载向量。

4.2.2铝合金空间网格结构设计后，杆件不宜替换，必须替换

根据轴向刚度与抗弯刚度等效及有效截面面积相等的原则 否则应重新进行结构计算以及受影响构件的验算， 当温度变形较大时，平板形支座节点应采取允许铝合金

时，应根据轴向刚度与抗弯刚度等效及有效截面面积相等 进行，否则应重新进行结构计算以及受影响构件的验算

3.1单层或双层网壳结构 平面网 构可不进行整体稳定性分析。 3.2在进行网壳结构稳定性分析时，可采用材料弹性儿何 性有限元法。

4.3.3进行网壳结构的整体稳定性分析时，应计入初始

的影响。几何缺陷的模式可根据一致模态法确定，缺陷最大 取最小跨度的1/300

层网壳结构的整体稳定系数应大于2.4。

4.3.5进行铝合金单层网壳结构的整体稳定分析时，宜计入连 接节点刚度的影响

4.4.1对用作屋盖的铝合金网架结构，抗震验算应符合下列 规定： 1在抗震设防烈度为8度的地区，对于有周边支承的中小 跨度网架结构应进行竖向抗震验算，对于其他网架结构均应进行 竖向和水平抗震验算。 2在抗震设防烈度为9度的地区，对各种网架结构均应进 行竖向和水平抗震验算。

4.4.1对用作屋盖的铝合金网架结构，抗震验算应符合下列

1在抗震设防烈度为7度的地区，当网壳结构的矢跨比大 于或等于1/5时，应进行水平抗震验算；当矢跨比小于1/5时， 应进行竖向和水平抗震验算。 2在抗震设防烈度为8度或9度的地区，对各种网壳结构 应进行竖向和水平抗震验算

时，可采用振型分解反应谱法；体型复杂或重要的大跨度结构， 应采用时程分析法进行补充计算

计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当 取七组和七组以上的时程曲线时，计算结果可取时程法的平均值 和振型分解反应谱法的较大值。加速度曲线峰值应根据与抗震设 防烈度相应的多遇地震的加速度时程曲线最大值进行调整，并应 选择足够长的地震动持续时间

4.5振型个数宜取振型参与质量达到总质量90%所需的

影响。此时宜结合空间网格结构与支承体系，按整体分析模型进 行计算；也可把支承体系简化为空间网格结构的弹性支座，按弹 性支承模型进行计算

4.4.7在进行结构地震效应分析时，铝合金空间网格结构阻尼 比值可取0.02

4.4.7在进行结构地震效应分析时，铝合金空间网格结构阻尼

4.4.8体型复杂或较大跨度的铝合金空间网格结构，宜

维地震作用下的效应分析。进行多维地震效应计算时，可采用多 维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法

4.5.1铝合金空间网格结构设计时应计算风荷载的静力和动力 效应。

4.5.2对铝合金空间网格结构进行风静力效应分析时，

本型系数的取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。体型复杂且无相关资料参考的铝合金空间网 格结构，风载体型系数宜通过风洞试验或专门研究确定

5.1.1杆件截面应按现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 50429中有关强度和稳定性的要求经计算确定。管材宜采用拉 （轧）制无缝管和热挤压管，当有条件时应采用薄壁管形截面 管材在使用前应进行相应试验研究，经专家评审论证通过后方可 投入使用。 5.1.2网架和网壳杆件的计算长度应按表5.1.2的规定取值

5.1.1杆件截面应按现行国家标准《铝合金结构设计

表5.1.2网架和网壳杆件的计算长度

注： 杆件几何长度（节点中心间距离）

5.1.3杆件的容许长细比不宜超过表5.1.3的规定，并应符合 下列规定： 1当桁架（包括空间桁架）受压腹杆的内力小于或等于承 载能力的50%时，容许长细比值可取200。

2跨度大于或等于60m的桁架，受压弦杆和端压杆的容许 长细比宜取100，当承受静力荷载或间接动力荷载时，其他受压 腹杆的容许长细比可取150，受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超 过300。 3受拉构件在永久荷载与风荷载组合下受压时，长细比不 宜超过250。

表5.1.3杆件的容许长细比「2

续性，受力方向相同的相邻弦杆截面面积之比不宜超过1.8，多 点支承的网架结构反弯点处的上、下弦杆宜按构造要求加大 截面，

5.1.5低应力、小规格的受拉杆件，长细比宜按受压杆件控制

5.2.1板式节点设计时宜采用有限元分析验证连接节点的安全 性及有效性。条件允许时，宜进行试验验证。 5.2.2板式节点构成的体系宜采用铝合金主结构与围护系统 体化构造。

5.2.3板式节点（图5.2.3）应由工字形或箱形杆件和上下两

(a)工字形节点平面(b)工字形节点侧面图5.2.3板式节点示意1一紧固件；2一节点板；3一铝合金型材5.2.4板式节点一体化围护系统（图5.2.4）的维护材料可采(a）一体化围护系统三维示意Z22(b）铝板节点系统图5.2.4板式节点一体化围护系统节点示意（一）1一节点板；2一紧固件；3一铝合金型材；4一节点盖板；5一铝合金压板；6一屋面铝板/玻璃；7一屋面板；8一橡胶条；9一螺栓.18:

P=α×fb× ×P×npd

式中: Pd 屋面系统提供的抗拔承载力（N）； Sd 荷载组合效应设计值（N）； 所选用铝合金材料的抗剪承载力（N）； P 螺槽上的螺距（mm）； np 螺槽上的螺纹数； d 螺栓直径（mm）; α 折减系数。 1 铝合金的屋面板厚度通常取0.8mm~1.6mm; 2 防水橡胶条起密封防止雨水进入建筑内部的作用，不起 力学作用。 5.2.5铝合金节点板最小的厚度不应小于8mm，且不应小于杆 件翼缘厚度。 5.2.6节占板最小的端部搭接长度应符合表5.2.6的规定

表 5.2.6节点板最小的端部搭接长度 L、(mm)

5.2.7节点板与紧固件的承载力应通过计算或试验确定，试验 时应防止节点板撕裂、翘曲。 5.2.8节点板在受拉时的块状拉剪破坏可按单连接区块状拉剪 破坏、双连接区块状拉剪破坏、三连接区块状拉剪破坏

5.2.7节点板与紧固件的承载力应通过计算或试验确定，试验 时应防止节点板撕裂、翘曲。

5.2.7节点板与紧固件的承载力应通过计算或试验确定，

5.2.8节点板在受拉时的块状拉剪破坏可按单连接区块状拉剪 玻坏、双连接区块状拉剪破坏、三连接区块状拉剪破坏 （图5.2.8）三种破坏形式分析，计算节点板块状拉剪破坏承载力 设计值时应符合下列规定：

表 5.2.8 等效破坏强度系数

5.2.9受压节点的中心局部屈曲承载力设计值应按下

2.9受压节点的中心局部屈曲承载力设计值应按下式计算：

式中: Ver 中心局部屈曲承载力设计值（N）： E 弹性模量（N/mm）； t 节点板厚度（mm）； R。 节点板中心域半径，即节点板中点到最内排连接 螺栓孔中心距离（mm）； V 泊松比。 520 可不进行节占板块状拉前

5.2.10当螺栓间距满足下式要求时，可不进行节点板块状拉剪 破坏验算。

式中： 螺栓孔中心间距（mm）； do 螺栓或铆钉的孔径（mm）：

4.10n0.71 7 0. 71n ± 1. 41

(5. 2. 10)

杆件与节点板单连接区域上的螺栓孔个娄

杆件与节点板单连接区域上的螺栓孔个数。 节点板中心域半径与厚度的比值应满足下式要求：

5.2.11节点板中心域半径与厚度的比值应满足下式要求：

Ro≤17~ 240

[5. 2. 11]

2.12弯矩作用下铝合金板式节点的变形可分为螺程款固、 滑移、孔壁承压和失效四个阶段。各阶段节点弯曲刚度和抗 载力设计值应按下式计算：

(5. 2. 12)

式中:Kr 嵌固刚度（N/mm）； Mf 滑移弯矩（N·mm）); K, 滑移刚度（N/mm）； M. 承压弯矩（N·mm）； K 承压刚度（N/mm）； M. 抗弯承载力设计值（N)； h 杆件截面高度（mm）； dh 螺栓与螺栓孔的间隙（mm）。

螺栓的有效截面积（mm）。当螺栓上钻有键槽或 钻孔时，Aeff值取螺纹处或键槽、钻孔处二者中的 较小值。

较小值。 5.3.4高强度螺栓的性能等级应按10.9级选用，形式与尺寸应 符合现行国家标准《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 6939的有关规定。选用高强度螺栓的直径应由杆件内力确定， 常用高强度螺栓的受拉承载力设计值（Nb）应按表5.3.4 取值。

5.3.4高强度螺栓的性能等级应按10.9级选用，形立

4常用高强螺栓的受拉承载力设

5.3.5受压杆件的连接螺栓直径，可根据螺栓内力设计值绝对 值按本规程表5.3.4求得螺栓直径计算值，实际取值可减少1 个~2个级差。 5.3.6套筒（即六角形无纹螺母）外形尺寸应符合扳手开口 系列管接头标准，端部应平整，内孔径可比螺栓直径大1mm。对于受压 杆件的套筒应根据套筒传递的最大压力值验算抗压承载力和 端部有效截面的局部承压力。对于开设滑槽的套筒应验算套 端部到滑槽端部的距离，应使套筒端部到滑槽端部的有效 截面的抗剪力不低于紧固螺钉的抗剪力，且不小于1.5倍滑 槽宽度。套筒长度（l）和螺栓长度（l）（图5.3.6）可按下 列公式计算：

d螺栓伸入铝球长度（mm），d为螺栓直径，ε取1.5；m滑槽端部紧固螺钉中心到套筒端部的距离（mm）；n滑槽顶部紧固螺钉中心到套筒顶部的距离（mm）；K螺栓露出套筒距离（mm），预留4mm～5mm，不少于2个丝扣；h锥头底板厚度或封板厚度（mm）。ftrenm.Be 41LKL(a)拧入前(b)拧入后图5.3.6套筒长度及螺栓长度示意t一螺纹根部到滑槽附加余量，取2个丝扣；r一螺纹收尾长度；e一紧固螺钉的半径；△一滑槽预留量5.3.7杆件端部应采用锥头或封板连接，采用焊接连接时，连接焊缝的承载力不应低于连接管件的60%，采用挤压方式连接（图5.3.7）时，杆件端部连接部位的承载力不应低于连接管件的85%。锥头任何截面的承载力不应低于连接管件的承载力，封板厚度应按实际受力大小计算确定，封板及锥头底板厚度不应小于表5.3.7的规定。表5.3.7封板及锥头底板厚度封板/锥头底厚封板/锥头底厚螺纹规格螺纹规格(mm)(mm)M12、M1412M20~M2416M1614M27~M3630.27

5.4.2铝合金节点可根据插槽的类型和位置区分为多种

主要有6个插槽的节点和12个插槽的节点等类型。 5.4.3与毂式节点相连的杆件端部压扁倾角（α）不宜大于55°。 5.4.4铝管杆件端部通过冷加工成型，压扁后杆件端部区域材 料的屈服强度提高，宜乘以强度系数（hsrain）：当作为主要受力 构件时，hsrain可取1.1；当作为围护支撑等次要受力构件时， hsrain可取1.2。 5.4.5杆件管材端部压扁后，杆件截面面积减小，应乘以折减 系数R=0.72。 5.4.6节点凹槽处齿的抗剪承载力设计值应按下列公式计算

5.4.4铝管杆件端部通过冷加工成型，压扁后杆件端部

料的屈服强度提高，宜乘以强度系数（hsrain）：当作为主 构件时，hsrain可取1.1；当作为围护支撑等次要受力构 h srain 可取 1. 2 。

4.5杆件管材端部压扁后，杆件截面面积减小石油化工标准规范范本，应乘以折 数 R=0.72。