中国标准与欧洲标准关于钢管桁架结构节点设计的简单对比

摘要：本工程为毛里塔尼亚5万吨级油码头改造工程，该码头在1977年至1979年期间由ETPO公司兴建，并在1979年投入使用，该码头主体为圆钢管桁架结构，上部面层为木结构。由于经过30多年的使用，该码头已破损严重，本次改造工程按原码头结构型式进行恢复设计，采用中国标准与欧洲标准分别进行复核计算，并已取得监理公司瑞士公证通用行（SGS）的认可，现仅就中国标准和欧洲标准关于圆钢管桁架结构节点设计进行简单的总结。

关键词：油码头；改造工程；圆钢管；桁架结构；节点设计

Pick to: this project is Mauritania 5 ton oil wharf project, the port during 1977 to 1979 by ETPO company building, and put into use in 1979, the terminal main body for the round steel tube truss structure, the upper surface of wood. Due after more than 30 years of use, the wharf has been seriously damaged, the renovation project according to recover the original pier structure is designed, by Chinese standards and European standard review calculated respectively, and has set up a supervision company Swiss notarized general row (SGS), now in China and the European standard on round steel tube truss structure node design for simple summary.

Key words: oil terminals; Renovation project; Round steel tube; Truss structure; Node design

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

Chinese standards and European standards of steel pipe truss structure node design comparison

Wu Guo-song

（Tianjin Coastal Zone Engineering Co.,Ltd,Tianjin,300384）

Abstract: This works is the 50000 DWT oil terminal renovation project in Mauritania, the terminal in the 1977 to 1979 period by ETPO company to construct, and put into use in 1979, the terminal main body is a circular steel tube truss structure, the upper surface layer of wood structure. Because after 30 years of use, the wharf has been damaged seriously, the renovation project according to the original wharf structural type of restoration design, by Chinese standards and European standards were checking calculation, and have obtained the supervision company SOCIETE GENERALE DE SURVEILLANCE S.A.(SGS ) approved, the Chinese and European standards on the circular steel tube truss structure node design only for simple summary.

Keywords: Oil wharf; Renovation project steel pipe; truss structure; node design

本工程结构为在节点处直接焊接的圆钢管结构，支管与主管或支管与支管连接，可采用钢管自动仿形切割机做成沿全周对接焊缝连接；或部分采用对接焊接、部分采用角焊缝连接；或沿全周采用角焊缝连接，本工程采用沿全周角焊缝进行连接，本次对比以本工程引桥桁架段为例，有限元计算结果见图三。

图三：桁架段引桥整体计算示意图

本工程主要节点型式及主要破坏型式见表1：

节点型式及破坏型式 表1

针对计算前提，中国标准要求圆钢管外径与壁厚之比不应超过100（235/fy），此条规定主要是防止钢管局部屈曲破坏（即K型节点破坏型式），欧洲规范在计算公式中考虑了此种破坏型式，其计算公式适用范围更广；中国标准要求钢材不应采用屈服强度超过345N/mm2以及屈强比fy/fu＞0.8的钢材，且壁厚不宜大于25mm，其中屈强比为根据国内外实际工程中数据统计得出的结论；欧标中针对钢材屈服强度要求略宽松，其要求屈服强度不应超过460N/mm2，对于超过屈服强度355N/mm2的成品，其设计抗力应乘以0.9的折减系数，对于壁厚的要求相同。中国标准中给出了可将节点视为铰接的情况以及考虑节点偏心产生弯矩的情况，而欧标在计算公式中考虑了偏心弯矩的情况。中国规范只考虑承受轴向荷载的构件，如果构件中存在初始弯矩，但这些弯矩不是纯粹由于节点偏心，而是由于杆件连续性和节点刚度所引起的时候，这些构件可用假定的线性关系进行计算，而欧标给出了面内承受弯曲和轴力组合作用的支撑构件的计算要求，其计算公式如下所示：

关于焊接节点轴向抗力计算公式如表2所示：

焊接节点轴向抗力计算公式 表2

总结：

根据工程中的计算结果，中国标准与欧洲标准计算抗力相差不大，欧洲标准计算值略大，但欧洲标准适用范围更广一些，同时欧洲标准的计算中考虑了部分塑性变形对钢结构应力的重新分配，结构设计中材料用量相对小，而中国标准不允许结构产生塑性变形，因此安全储备上比欧洲标准要高一些，材料用量略大。钢管焊接的钢结构对于焊接要求较高，构件的尺寸精度要求高，在钢管连接处对于偏心产生的弯矩影响较大，在本工程计算中焊接误差在几毫米即可导致钢管的塑性变形，同时国内基本无该型式码头，虽然其经济性较好，但码头的安全性、耐久性较差，对于海上盐雾较重、腐蚀严重的环境中使用对防腐的要求较高，工程区域原码头部分钢管已经腐蚀镂空，对于海工工程建议经过必要的比选后谨慎选择。

参考文献：

[1] 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

[2] 《水运工程钢结构设计规范》（JTS152-2012）

[3] 《Design of steel structures. General rules and rules for buildings》（BS EN1993-1-1:2005）

[4] 《Design of Steel Structures—Part1-8:Design of Joints》（BS EN1993-1-8:2005）

[5] 《Design of steel structures.Steel bridge》（BS EN1993-2:2006）

[6] 《Manual for the design of steelwork building structures to EC3》

作者简介：吴国松（1982-），辽宁人，主要从事港口工程设计。