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5。9,法蘭連接5，9 1。高聳鋼管結構中的主要連接方式之一是法蘭連接。法蘭連接的位置，形式與結構整體計算模式相關 與施工和維護條件相關 也與具體結構的受力特點有關、本條對法蘭的選用作出原則規(guī)定 1，鋼管塔一般采用空間桁架的計算模式，這是因為構件長細比較大,大于30以上即可、桿件抗彎影響較小、用空間桁架計算既簡單又準確,既然是空間桁架.在節(jié)點附近出現(xiàn)鉸或半鉸就符合整體計算模式,用普通螺栓連接的法蘭盡管可以做到傳遞拉力，壓力 甚至也可以抗彎。但在受彎時法蘭板部分脫離接觸.只能做半剛接,2.按空間剛架計算的高聳結構.其構件的連接要求剛接.剛接的必要條件是有足夠的抗彎強度和連續(xù)抗彎剛度。所以要用高強螺栓連接.對法蘭施加預壓力.使法蘭板在受力過程中不開縫.抗彎剛度就連續(xù)了,空間桁架的桿件若很長，中間要加法蘭連接 原則上也要剛接。否則相當于在一根壓桿中間加一個半鉸、其整體穩(wěn)定承載力就會降低 鋼管結構桿件中段一般為離節(jié)點3倍直徑以上。3,有加勁法蘭受力合理,用鋼較省,設計也相對靈活，所以用于非標準管結構連接成大型.重復性低的管結構連接較好。但其焊縫多是缺點 耗用勞動力也多，4，無加勁法蘭焊縫少.耗用勞動力少 用于標準化鋼結構或重復率高的鋼結構連接、模具成本降低。有一定成本優(yōu)勢，但其耗鋼量大.造價一般較高。5。小直徑管結構內部不能進人操作 所以只能用外法蘭，大直徑管結構，如風塔。內部可進人、用內法蘭可節(jié)省施工輔助設施、內法蘭抗彎剛度小。但對大直徑鋼管。影響就會小一些，基礎與大型單管塔連接法蘭的螺栓布置要考慮螺栓埋在基礎混凝土中的構造要求,中距應加倍 所以單面法蘭強度不足,改為雙面法蘭既便于施工，設計強度又容易保證、6,一般高聳結構的法蘭所受拉力、壓力相差不大、壓力略大于拉力，此時鋼管到法蘭板之間力的傳遞要靠焊縫 對于一些特殊的主要受壓力的高聳結構提升支架。用鋼管端磨平頂緊傳遞壓力，結構效率很高、7，雙層法蘭螺栓有較大的自由長度。施加預應力準確。預應力損失小。雙層法蘭上表面螺栓操作不受加勁板影響 兩層法蘭板之間的加勁板又可以有足夠的長度布置焊縫。所以很適合于剛接柱腳 5。9。2，本條規(guī)定了剛性法蘭的計算要求。1.剛接法蘭在彎矩作用的同時可有拉力或壓力作用，對螺栓及法蘭板的不利作用是彎和拉共同作用，在本標準公式.5,9，2，1 中。不考慮受壓。剛接法蘭要求法蘭板永遠處于受壓狀態(tài),法蘭連接的剛度能保持連續(xù) 在這一前提下。變形處于彈性狀態(tài) 且轉動中心軸為通過法蘭形心的中性軸、2 公式 5.9 2.2 為允許法蘭板部分進入塑性條件下的驗算公式 法蘭實際為厚板。螺母與法蘭板上壓力分布屬局部環(huán)狀分布 但這兩種狀態(tài)的精確計算只能根據(jù)有限元法。不利于工程設計 所以一般仍采用彈性薄板理論按荷載均布計算法蘭板抗彎.最后允許局部進入塑性、其結果與按有限元法計算總體接近 在工程上也經(jīng)長期實踐檢驗，所以采用此法。鋼管構件所受壓力一般大于拉力、因重力作用，而壓力分布一般都直接由筒壁通過筒壁與法蘭板的內外環(huán)焊縫直接傳給法蘭板 然后在法蘭板靠筒壁根部區(qū)域通過接觸傳遞 因法蘭板較厚，經(jīng)擴散的局部承壓足夠且受壓區(qū)?？拷ё?所以壓力雖大但法蘭板彎矩不大。一般要求法蘭板與筒壁的焊縫承載力不小于鋼管抗壓承載力、法蘭板受彎則由螺栓最大拉力控制 這種設計方法比壓力控制板厚更為經(jīng)濟.這已為有限元分析及工程實踐所證明。3。剛接法蘭抗彎按最大螺栓所在板塊計算，其加勁板與法蘭板連接焊縫受力比法蘭板與筒壁連接焊縫受力大，根據(jù)表5。9 2中分配系數(shù)α?？傻玫郊觿虐寮捌浜缚p受力。4，剛接法蘭抗剪按高強螺栓抗剪驗算 一般不起控制作用.也無需對法蘭頂緊面做表面處理。也不要測定摩擦系數(shù) 5。9、3,本條規(guī)定了半剛接法蘭的計算，1。半剛接法蘭用高強度普通螺栓連接,通常要加與同樣高強度螺栓1 3設計預拉力相對應的扭矩、以基本達到法蘭在荷載頻遇值作用下不開縫的要求,當荷載繼續(xù)增大時、法蘭會開縫,法蘭繞某一轉動中心軸轉動。這對于內法蘭和外法蘭是不同的.按有限元分析可得到兩個轉動中心軸位置及相應的算式，2 半剛接法蘭受拉，受壓在空間桁架桿件連接中最常見。一般壓力大于拉力.所以以往按壓力對法蘭板做驗算 但有限元計算表明,壓力的傳遞直接通過法蘭板與管壁焊縫及法蘭板之間的接觸,分布范圍小且接近支座.對法蘭計算不起控制作用、因此現(xiàn)按抗拉計算法蘭板、已經(jīng)幾年工程實踐驗證.安全且節(jié)約材料,3 主要受彎曲作用指類似單管塔。懸臂桿之類壓應力與彎曲應力相比小一個數(shù)量級的桿件，根據(jù)標準編制人員對多種典型法蘭計算比較，外法蘭將受壓區(qū)轉動中心軸放在離圓心處3R，4更為合理.但考慮到原標準將受壓區(qū)形心軸定在鋼管外壁也未發(fā)生事故.故折中取鋼管內壁切線為受壓區(qū)轉動中心軸，內法蘭將轉動中心軸放在離圓心2R.3處更為合理,對于空間桁架桿件，理論上僅受拉力,壓力 無剪力亦無抗剪問題.若要考慮Af 85構造剪力 則有剪力必有彎矩。有彎矩則法蘭上有壓力區(qū)，此壓力必產(chǎn)生摩擦力抗剪，對于單管塔之類主要受彎連接,彎矩產(chǎn)生的局部區(qū)域壓力產(chǎn)生的摩擦力足以抗剪.5.9，4 承壓型法蘭用于壓力產(chǎn)生的應力大大超過其他內力產(chǎn)生的應力情況。所以用管端局部承壓傳遞壓力，法蘭、加勁板。焊縫與傳遞壓力無關、僅用于傳遞其他內力.這樣設計結構效率很高,已有成功的工程實例。一般這類法蘭的連接用摩擦型高強度螺栓 這并不是為了利用其摩擦力。而是為了結構免除桿端的接縫變形且當巨大作用時產(chǎn)生振動效應,所以其抗彎計算也同剛性法蘭、5。9、5，雙層法蘭一般用于剛接柱腳，柱腳剛接要達到兩個標準、抗彎強度不小于柱截面,抗彎剛度保持連續(xù) 沒有突變、為達到后者要求 柱腳法蘭就不能在彎矩作用下開縫,因此.柱腳要達到剛接。錨栓要加預拉力,錨栓加預拉力之后。柱腳在使用中永久處于受壓狀態(tài)，底板不脫離基礎頂面。錨栓加預拉力。則要設錨固板，錨栓套管，若不設套管，則預應力損失較大 對錨栓施加預拉力應采用直接張拉法.若用扭矩法。錨栓處于復雜應力狀態(tài),折斷的可能性加大、而錨栓萬一折斷則很難修復。直接張拉法施工錨栓處于簡單受力狀態(tài)、質量穩(wěn)定且安全