钢结构连接节点设计及构造培训(一)

1、n后退 北京士兴钢结构有限公司设计部北京士兴钢结构有限公司设计部 汪小鹏汪小鹏 钢结构连接节点设计及构造培训钢结构连接节点设计及构造培训(一一) 节点设计及构造基础知识节点设计及构造基础知识 n后退 一、钢结构连接节点概述；一、钢结构连接节点概述； 二、焊缝的计算及构造要求；二、焊缝的计算及构造要求； 三、螺栓的计算及构造要求；三、螺栓的计算及构造要求； n后退 一、钢结构连接节点概述：一、钢结构连接节点概述： 1、节点设计及连接构造确定的基本原则： 1）节点处的内力传递简捷明确，安全可靠； 2）确保连接节点有足够的强度和刚度； 3）当有抗震设防时，满足“强节点，弱构件”的要求； 4）节点加工

2、简单、施工安装方便； 5）经济合理。 2、节点的分类： 1）刚性连接节点； 2）半刚性连接节点； 3）铰接连接节点； 3、连接方法： 1）栓接：高强螺栓，普通螺栓； 2）焊接； 3）铆接； 4）混合连接形式：栓焊混合连接 n后退 n后退 二、焊缝的计算及构造要求；二、焊缝的计算及构造要求； 1、焊缝的计算： 1）焊缝的强度设计值：钢规P18表3.4.1-3（高空焊缝强度 折减0.9;无垫板的单面施焊的对接焊缝折减0.85） n后退 2）角焊缝的计算： n后退 、通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用： 正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）： 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向） 、在各种力综合

3、作用下： w fe wff N hlf w fe wf N hlf 2 2w ffff f h 1 =1.22 =1.0 fe f f f 注意：和 的取值问题 、：正面角焊缝的强度设计值增大系数 对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构： 对直接承受动力荷载的结构： n后退 12 12 12 2h hh h =h cos(bbb1.5) 2 b bb ) h =hcos(bbb1.55) sin2 3)h =0.7h 4)h =0.1 da e e e e e mm mmmm ff f f f 12 、的取值及计算： 1）对于直角角焊缝等于0.7；为较小焊脚尺寸； 2）对于斜角角焊缝：6013

4、5 根部间隙 、或 (或 根部间隙 、或但 圆钢与钢板：； 圆钢与圆钢：（+2d ）-a； 为焊缝表面至两个圆钢公切线距离 n后退 3）对接焊缝的计算： 计算原则：一级，二级焊缝不需计算，仅计算三级计算原则：一级，二级焊缝不需计算，仅计算三级 （1） 全熔透对接焊缝的计算； 、轴心受力的对接焊缝 ) : ) :sin cos ww wtc ww fwtc w fwv aNl tff bNl tff Nl tf n后退 、受弯受剪的对接焊缝 22 / ()3()1.1 ww fwwtc w fwwv w cfft NAMWff V SI tf f n后退 （2） 部分焊透对接焊缝的计算; 计算原

5、则：按角焊缝进行计算；计算公式参角焊缝计算公式 a 0.75 b,c3 d,e s s s s e e e e 部分焊透焊缝有效厚度计算： V形坡口(图 ):当60 时，h （焊缝根部可焊满） 当60 时，h （焊缝根部不易焊满） 单边V形坡口(图):当455 时，h 单边U形,J形坡口(图):h s为坡口深度，即根部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离； 为V形、单边V形或K形坡口角度。 当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于sb % 最短距离 时（图 ,c,e）； 焊缝抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9 原因：熔合线处的焊缝强度比有效截面处要低10 n后退 2、 焊缝的构造; 1）焊

6、缝材料的要求：不同强度的钢材连接时，可采用与低强 度钢材相适应的焊接材料； 2）对接焊缝的构造要求： 、不同宽度或厚度的钢板拼接（钢规8.2.4） n后退 、焊接H型钢钢板拼接焊缝的要求（验收规范8.2.1） 焊接H型钢的翼缘板和腹板的拼接接缝的间距不应小于 200mm。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不 应小于300mm，长度不应小于600mm。 H型钢工厂拼接示意型钢工厂拼接示意 n后退 、全熔透焊缝的无损探伤问题（焊接规程7.3.3） 三级焊缝：外观检查 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检 验每条焊缝的20长度； 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条

7、焊缝全部 长度，以便揭示焊缝内部缺陷。 焊缝的外观质量检验参见焊接规程7.2.3 、部分熔透焊缝（钢规 8.2.5 ） h1.5 t,t e 计算厚度不得小于为焊件的较大厚度； 当结构直接承受动力荷载时，垂直于受力方向的焊缝 不宜采用部分焊透的对接焊缝； 平行于受力方向的焊缝，可采用 ？ 可用于 部分焊透的 那些焊缝， 对接焊缝； 举例说明 n后退 3）、角焊缝的构造要求： 、角焊缝的角度（钢规8.2.6） 135 60 原因：夹角大于，焊缝表面难成型，受力状况不良； 夹角大于，焊缝施焊条件差，根部将留有空隙和焊渣； n后退 、角焊缝的尺寸（钢规8.2.7） A、最小焊脚尺寸： B、最大焊脚尺

8、寸 （防止母材“过烧”，使构件产生翘曲和较大的焊接应力） 1 .5; 1 .51; 1 .51; tt tt tt f f f 手 工 焊 ： h（为 较 厚 焊 件 厚 度 ） 埋 弧 自 动 焊 ： h（为 较 厚 焊 件 厚 度 ） T 型 连 接 单 面 角 焊 缝 ： h（为 较 厚 焊 件 厚 度 ） 焊 件 厚 度4 m m 时 ， 最 小 焊 脚 尺 寸 与 焊 件 厚 度 相 同 ； 1 .2 t; tt tt-(1 2 )m m t f f f h（为 较 薄 焊 件 厚 度 ） 焊 缝 边 缘 的 角 焊 缝 最 大 焊 脚 尺 寸 ， 尚 应 符 合 ： 1 、 当6

9、m m 时 ， h； 2 、 当6 m m 时 ， h； 若 边 缘 角 焊 缝 与 焊 件 边 缘 等 厚 ， 容 易 产 生 “ 咬 边 ” ， 很 难 焊 满 n后退 C、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm； D、侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf 。当大于上述数值时， 其超出部分在计算中不予考虑。 E、在次要构件或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝。断续 角焊缝焊段的长度不得小于10hf或50mm，其净距不应大于15t( 对受压构件)或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度； F、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，并 不得小于25mm。 n后退

10、三、螺栓的计算及构造要求；三、螺栓的计算及构造要求； 1、螺栓的强度设计值(钢规P18表3.4.1-3) n后退 2、普通螺栓的计算： 1）单个螺栓的承载力： 2 v c 2 t e e 4 4 1 3 (3) , 2 4 t b vv b c b e vt d nf dt f d nf dd ddpp b b b 抗剪承载力：N 承压承载力：N 抗拉承载力：N ：螺栓杆直径；：螺栓在螺纹处的有效直径； 为螺纹间距 :在不同受力方向中一个受力方向承压构件 总厚度的较小值( m i n ( a + c + e , b + d ) ) n后退 2）同时承受剪力与杆轴方向拉力的螺栓计算： 3）螺栓群

11、的计算 22b ()()1 vt Vc bb vt NN NN NN 且 n后退 3、高强螺栓计算： 承压型螺栓计算方法与普通螺栓相同，主要讨论摩擦型； 高强螺栓与普通螺栓受力形式的区别，承压型连接受力与摩擦型连 接受力形式的区别； 1）预拉力P的意义： 高强度螺栓预拉力设计值由材料强度和螺栓有效截面积确定 取值时考虑： 螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9； 施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%10%，引入折减系数 0.9； 在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉承载力 ，故对材料抗拉强度除以系数1.2； 钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。 0.90.90.9

12、/1.20.608 ueue Pf Af A n后退 2）摩擦面抗滑移系数： 高强螺栓摩擦型连接完全依靠被连接构件间的摩擦阻力传递 剪力，以剪力等于摩擦力作为承载能力的极限状态。所以摩 擦面的抗滑移系数对摩擦型连接承载力影响非常大；而对于 承压型连接的板件接触面只要求清除油污及浮锈即可； 摩擦面系数的实际取值的问题 n后退 3）高强螺栓的计算： b b t :t 0.8() 1 VRf R f vt bb vt NnP n NPT NN NN 不 均 匀 系 数 ,一 般 取 0.9， 最 小 板 厚6mm的 冷 弯 薄 壁 钢 结 构 取 0.8； ： 单 颗 螺 栓 传 力 摩 擦 面 数 目 ； 单 颗 螺 栓 的 抗 剪 承 载 力 ： 单 颗 螺 栓 的 抗 拉 承 载 力 ： 剪 力 ， 拉 力 共 同 作 用 下 的 螺 外 力 过 大 ， 螺 栓 存 在 松 弛 问 题 ，型 连 接 撬 栓 承 载 力 力 问 题 ： n后退 4、螺栓的构造： 1）强度折减： （钢规7.2.4） 2）连接数量： （钢规8.3.