钢结构网格设计——螺栓球接头的构造与估算（细节决定成败）

螺杆球接头应由高硬度螺杆、钢球、螺杆（或螺母）、套筒和锥头（或密封板）组成（图1）。 适用于网架、双层网壳、网架、平面桁架结构等。

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1、螺栓球接头的受力特性及结构要求

螺旋球接头根据杆上受力的不同（拉力或压缩），有不同的传力途径和零件。

当杆件受拉时，其传力路线为：拉力→钢管→锥头或密封板→螺栓→钢球； 此时，套筒不受力。

杆件受压时，其传力路线为：压力→钢管→锥头或密封板→套筒→钢球； 此时，螺钉不受力。

制造螺旋球接头的钢球、密封板、锥头、套筒的材料可按表1的规定使用钢结构螺栓制造，并应符合相应标准的技术条件。 产品质量应符合现行行业标准《钢格栅螺纹球窝接头》的规定。

2. 螺栓球节点的估计

1) 钢球半径

钢球半径应根据下列公式估算：相邻螺母在钢球内不发生碰撞且满足套筒接触面要求（图2），选取估算结果中较大者：

当相邻杆件的倾斜角θ较小时，应按相邻杆件与相关密封板、锥头、套筒等零件不相碰的要求计算螺杆球的半径。 此时钢结构螺栓制造，可以通过检测可能碰撞点与球心的连线与相邻杆的轴线之间的倾角之和不小于的条件来计算。

2）高硬度螺杆设计

高硬度螺钉的性能等级应根据螺纹尺寸来选择。 对于高硬度螺钉M12-M36，硬度等级为10.9； 高硬度螺钉M39~M64，硬度等级为9.8s。螺钉的方法和规格应符合现行国家标准《钢格栅螺钉球接头用高硬度螺钉》的要求

高硬度螺钉的半径应通过杆的内力来控制。 每个高硬度螺钉的抗拉承载力设计值应按下式估算：

对于承压构件的连接螺母半径，可根据设计内力的绝对值估算螺杆半径，然后按表56中的螺杆半径级数减少1～3级。但必须确保套管的任何部分都有足够的阻力。 压力硬度。

3) 袖子

套筒为圆形无螺纹螺钉，外观规格应符合扳手开口系列，端部必须平整。 便于传递杆件的轴向压力。 内孔直径可比螺杆半径大1mm。

对于带销的套筒，需校核套筒端部至销端部的距离，使有效截面的抗弯矩不高于螺母的抗弯矩，且不大于引脚长度的1.5倍。

结构杆端部应用锥头（图4a）或密封板（图4b）连接。 连接熔池和锥头的任何一段都必须与连接的铁管一样坚固。 熔池顶部的长度b可根据连接的铁管确定。 管壁厚度为2-5mm。 封板长度应根据实际受力估算确定，不宜大于铁管内径的1/5。锥头底板长度不宜长于铁管内径。锥头

顶部管道直径的 1/4。 封板宽度和锥头顶部可按（表4）采用。

4) 螺母或螺栓

螺母或螺栓应采用高硬度钢制成，其半径可为螺杆半径的0.16-0.18倍，且不应大于3mm。 螺杆半径可为M5~M10。