鋼結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)構(gòu)造課件

-------探索與應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)構(gòu)造傳力明確、安全可靠、構(gòu)造簡單、易于施工鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接原則:鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接方法：焊接連接、緊固件連接(螺栓、鉚釘?shù)?第一節(jié)緒論鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)原則：有藍(lán)圖可依，有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)程可依各種連接方法對比鉚釘連接（riveted

connections）構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工，現(xiàn)已很少采用；鉚釘連接的塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，在一些重型和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)仍然采用螺栓連接（bolted

connections）

普通螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接普通螺栓連接分為A、B、C三個(gè)等級類別加工精度抗剪性能成本使用范圍精制(A、B)級高，栓徑與孔徑之差為0.5～0.8mm，I類孔高高1）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；2）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件（柔性桿）粗制(C級)較低，栓徑與孔徑之差為1～1.5mm,Ⅱ類孔較低低1）抗拉連接；

2）靜力荷載下抗剪連接；3）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪；4）可拆卸連接；5）安裝螺栓；6）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用A級、B級螺栓材料性能為8.8級表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度下限值為800N/mm2

屈強(qiáng)比為0.8C級螺栓材料性能為4.6級或4.8級表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度下限值為400N/mm2

屈強(qiáng)比為0.6或0.8

高強(qiáng)螺栓連接摩擦型連接：只依靠摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則螺桿與螺孔之差1.5～2.0mm，變形小，承載力低，耐疲勞、抗動(dòng)力荷載性能好承壓型連接：允許接觸面滑移，以連接達(dá)到破壞的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則承壓型高強(qiáng)螺栓連接承載力高，但抗剪變形大，所以一般僅用于承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的連接

材料：40Cr、35VB、20MnTiB鋼等性能等級:8.8級和10.9級螺栓及其栓孔圖例門式剛架斜梁與柱的連接宜采用高強(qiáng)度螺栓連接，可采用端板豎放，端板平放和端板斜放三種形式，如圖18.7.1?！堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102-2002中關(guān)于端板厚度的計(jì)算公式，系按平面端板塑性分析和將屈服線控制在端板邊緣的方法，簡化了計(jì)算和限制變形，因此，端板連接螺栓必須采用高強(qiáng)度螺栓，以確保假定計(jì)算模型的成立。剛架柱柱腳宜采用平板式鉸接柱腳，當(dāng)有吊車時(shí)，應(yīng)采用剛接柱腳。柱腳底板的厚度按計(jì)算求得，一般底板不小于16mm，且不小于柱翼緣厚度的1.5倍。柱腳錨栓按承受拉力設(shè)計(jì)，計(jì)算時(shí)不考慮錨栓承受水平力。錨栓直徑的確定除按計(jì)算求得外，還應(yīng)考慮構(gòu)造要求，以及工程上實(shí)際可能承受部分剪力等不利因素，直徑不宜大小。錨栓應(yīng)采用雙螺母，錨栓應(yīng)有足夠錨固長度或在端部設(shè)置錨板。梁與柱的連接梁柱連接按轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的不同可分為鉸接、剛接、半剛接三類。連接的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和連接的構(gòu)造方式有直接關(guān)系。①②屬于半剛性連接。②的連接端板足夠厚時(shí)，可以作為剛性連接。③僅將梁腹板用單角鋼連于柱的，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度很小，屬于鉸接。鋼梁與混凝土鉸接連接：梁柱剛性連接可以做成完全焊接的，栓接的及栓焊混合連接。完全焊接時(shí)，梁冀緣用剖口焊縫連于柱冀緣。為保證焊透，施焊時(shí)梁翼緣下面需設(shè)小襯板，襯板反面與柱翼緣相接處宜用角焊縫補(bǔ)焊。為施焊方便梁腹板還要切去兩角。全焊連接構(gòu)造簡單，但安裝精度及焊縫質(zhì)量要求很高。同時(shí)這種構(gòu)造使柱冀緣在其厚度方向受拉，容易造成層間撕裂。有加勁肋柱節(jié)點(diǎn)域計(jì)算以柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點(diǎn)腹板域所受水平剪力為:梁與梁的連接主次梁相互連接的構(gòu)造與次梁的計(jì)算簡圖有關(guān)。次梁可以簡支于主梁，也可以在和主梁連接處做成連續(xù)的。就主次梁相對位置的不同，連接構(gòu)造可以區(qū)分為疊接和側(cè)面連接。①疊接：次梁直接放在主梁上，用螺栓或焊縫固定其相互位置，不需計(jì)算。為避免主梁腹板局部壓力過大，在主梁相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)支承加勁肋。疊接構(gòu)造簡單、安裝方便。②側(cè)面連接：幾種典型的主次梁簡支連接、其中前三個(gè)圖的次梁都是只連腹扳，不連冀緣。不同的是有的用連接角鋼，有的用連接板或利用主梁加勁肋。(b)圖的連接板較寬，使次梁不必切除部分冀緣。(d)圖在次梁下面設(shè)有承托角鋼，可便于安裝。承托雖然能夠傳遞次梁的全部支座壓力，但為了提供扭約束，次梁腹板上部還需要有連接角鋼，可只在一側(cè)設(shè)置。(c)圖需將次梁上下翼緣的一側(cè)局部切除?？紤]到連接處有一定的約束作用，并非理想鉸接，可將次梁反力R加大20％～30％進(jìn)行連接計(jì)算。主次梁螺栓鉸接：(1)工廠拼接工廠拼接為受到鋼材規(guī)格或現(xiàn)有鋼材尺寸限制而做的拼接。翼緣和腹板的工廠拼接位置最好錯(cuò)開，并應(yīng)與加勁助和連接次梁的位置錯(cuò)開，以避免焊縫集中。在工廠制造時(shí)，常先將梁的翼緣板和腹板分別接長，然后再拼裝成整體，可以減少梁的焊接應(yīng)力。翼緣和腹板的拼接焊縫一般都采用正面對接焊縫，在施焊時(shí)用引弧板。(2)工地拼接工地拼接是受到運(yùn)輸或安裝條件限制而做的拼接。此時(shí)需將梁在工廠分成幾段制作，然后再運(yùn)往工地。對于僅受到運(yùn)輸條件限制的梁段，可以在工地地面上拼裝，焊接成整體，然后吊裝；而對于受到吊裝能力限制而分成的梁段，則必須分段吊裝，在高空進(jìn)行拼接和焊接。工地拼接一般應(yīng)使冀緣和腹板在同一截面或接近于同一截面處斷開，以便于分段運(yùn)輸。在拼接處同時(shí)有彎矩和剪力的作用。設(shè)計(jì)時(shí)必須使拼接板和高強(qiáng)度螺柱都具有足夠的強(qiáng)度，滿足承載力要求，并保證梁的整體性。梁翼緣板的拼接，通常應(yīng)按照等強(qiáng)度原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，即應(yīng)使拼接板的凈截面面積不小于翼緣板的凈截面面積。高強(qiáng)度螺栓的數(shù)量應(yīng)按翼緣板凈截面面積An所能承受的軸向力N=Anf計(jì)算，f為鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。腹板的拼接常首先進(jìn)行螺栓布置，然后驗(yàn)算。布置螺栓時(shí)應(yīng)注意滿足螺栓排列的容許距離要求。計(jì)算時(shí)，梁拼接截面處的剪力V視為全部由腹板承擔(dān)，并假定作用在螺栓群的形心處，由各螺栓平均分擔(dān)。柱腳的功能是將柱子的內(nèi)力可靠地傳遞給基礎(chǔ)，并和基礎(chǔ)有牢固的連接。柱腳構(gòu)造應(yīng)該盡可能符合結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖。在整個(gè)柱中柱腳是比較費(fèi)鋼材也比較費(fèi)工的部分。柱腳節(jié)點(diǎn)柱腳的具體構(gòu)造取決于柱的截面形式及柱與基礎(chǔ)的連接方式。柱與基礎(chǔ)的連接方式有剛接和鉸接兩種形式。剛接柱腳與基礎(chǔ)的連接方式有支承式、埋人式、外包式三種。鉸接柱腳均為支承式。鉸接柱腳不受彎矩,剛接柱腳因同時(shí)承受壓力和彎矩，構(gòu)造上要保證傳力明確，柱腳與基礎(chǔ)之間的連接要兼顧強(qiáng)度和剛度，并要便于制造和安裝。無論鉸接還是剛接，柱腳都要傳遞剪力。對于一般單層廠房來說，剪力通常不大，底板與基礎(chǔ)之間的摩擦就足以勝任。平板式鉸接柱腳：鋼桁架中的各桿件在節(jié)點(diǎn)處通常是焊在一起的。但重型桁架如栓焊橋，則在節(jié)點(diǎn)處用高強(qiáng)螺栓連接。連接可以使用節(jié)點(diǎn)板，也將腹桿直接焊于弦桿上。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是確定節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造，連接焊縫及節(jié)點(diǎn)承載力的計(jì)算。使用節(jié)點(diǎn)板時(shí)，尚需決定節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸。節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)傳力路線明確、簡捷，制作安裝方便。節(jié)點(diǎn)板應(yīng)該只在弦桿與腹桿之間傳力，以免任務(wù)過重和厚度過大。弦桿如果在節(jié)點(diǎn)處斷開，應(yīng)設(shè)置拼接材料在兩段弦桿間直接傳力。桁架節(jié)點(diǎn)國外桁架節(jié)點(diǎn)桁架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表：角鋼長度不足時(shí)，以及桁架分單元運(yùn)輸時(shí)弦桿經(jīng)常要拼接。前者常為工廠拼接，拼接點(diǎn)可在節(jié)間也可在節(jié)點(diǎn)；后者為工地拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)。圖7-125是下弦中央工地拼接節(jié)點(diǎn)。弦桿內(nèi)力比較大，單靠節(jié)點(diǎn)板傳力是不適宜的，并且節(jié)點(diǎn)在平面外的剛度將很弱，所以弦桿經(jīng)常用拼接角鋼來拼接。下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)拼接角鋼采取與弦桿相同的規(guī)格，并切去部分豎肢及切去直角邊棱。切肢△=t+hf+5mm以便施焊，其中t為拼接角鋼肢厚，hf為角焊縫焊腳尺寸，5mm為余量以避開肢尖圓角；切棱是使之與弦桿貼緊（圖7-125b）。切肢切棱引起的截面削弱（一般不超過原面積的15％）不太大，在需要時(shí)可由節(jié)點(diǎn)板傳一部分力來補(bǔ)償。也有將拼接角鋼選成與弦桿同寬但肢厚稍大一點(diǎn)的。當(dāng)為工地拼接時(shí)，為便于現(xiàn)場拼裝，拼接節(jié)點(diǎn)要設(shè)置安裝螺栓。拼接角鋼與節(jié)點(diǎn)板應(yīng)各焊于不同的運(yùn)輸單元，以避免拼裝中雙插的困難也有的將拼接角鋼單個(gè)運(yùn)輸，拼裝時(shí)用安裝焊縫焊于兩側(cè)。組合樓板第三節(jié)次結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造-------SECONDARY

STRUCTURAL

SYSTEMS1.屋面支撐2.系桿3.柱間支撐4.屋檁、墻架主要包含：5.隅撐6.拉條7.其他屋面支撐（

Roof

Bracing）橫向水平支撐的內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)縱向風(fēng)荷載按支承于柱頂?shù)乃借旒苡?jì)算：對于交叉支撐可不計(jì)壓桿的受力。圓鋼支撐的接長依據(jù)《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ18-2003中4.4節(jié)柱間支撐（

Bracing

between

Columns）柱間支撐的內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)該柱列所受縱向風(fēng)荷載（如有吊車，還應(yīng)計(jì)人吊車縱向制動(dòng)力）按支承于柱腳基礎(chǔ)上的豎向懸臂桁架計(jì)算；對于交叉支撐可不計(jì)壓桿的受力。當(dāng)同一柱列設(shè)有多道柱問支撐時(shí)，縱向力在支撐間可按均勻分布考慮。雙片式柱間

支撐隅撐是防止鋼柱內(nèi)翼緣、鋼梁的下翼緣失穩(wěn)的構(gòu)件，及減小柱梁的計(jì)算長度，對鋼梁的穩(wěn)定有著舉足輕重的作用。隅撐與剛架構(gòu)件腹板的夾角不宜小于45。隅撐拉條(SAGROD)隅撐的設(shè)置和檁條（或墻梁）間拉條的設(shè)置是保證整體穩(wěn)定的重要措施，有的工程設(shè)計(jì)把它們?nèi)∠?，可能造成工程隱患。如果因特殊原因不設(shè)隅撐時(shí)，應(yīng)采取有效的可靠措施保證梁柱翼緣不出現(xiàn)屈曲。第四