钢结构基本原理第7章 钢结构的连接和节点构造

第7章钢结构的连接和节点构造

7.1 钢结构对连接的要求及连接方法

钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件,连接部位应有足够的强度、刚度及延性。合理地连接方式及节点的细部构造要求外还要满足8点，见书188页。

钢结构的连接方法 (α)焊缝连接;(b)铆钉连接;(c)普通（高强）螺栓连接。

焊缝连接优点是构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大。缺点是焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响,焊接结构的低温冷脆问题也比较突出，除少数直接承受动载结构外可广泛应用

铆钉连接的优点是塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查,适用于直接承是动载结构的连接。缺点是构造复杂,用钢量多。

普通螺栓连接的优点是施工简单、拆装方便。缺点是用钢量多。适用于安装连接和需要经常拆装的结构。

普通螺栓又分为C级螺栓和A级、B级螺栓。（A、B级螺栓一般用45号钢和35号钢,尺寸准确,加工精度高，要求I类孔，用于承受较大剪力、压力连接；C级螺栓一般用Q235钢(用于螺栓时也称为4.6级)制成。要求Ⅱ类孔，加工粗糙,尺寸不够准确，用于承受拉力的安装连接。

I类孔的精度要求为连接板组装时,孔口精确对准,孔壁平滑,孔轴线与板面垂直。Ⅱ类孔质量达不到I类孔要求的都为Ⅱ类孔。

高强度螺栓，当螺栓（受拉）时，螺栓预拉力增加不多，外拉力是靠板件间夹紧力的减少来承受，但板件间始终保持夹紧状态；当（受剪力）时，按设计受力要求不同分摩擦型连接和承压型连接。

摩擦型：受剪设计时外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力（使板件压紧）所提供的可能最大摩擦力为极限状态，亦即保证连接在整个使用期间外剪力不超过最大摩擦力。

承压型：受剪设计时，保证在正常使用荷载下，外剪力一般不会超过最大摩擦力，受力性能与摩擦型同，但如果荷载超过标准值（正常使用情况下荷载），剪力可能超过最大摩擦力，被连接板件间将发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁一侧接触，此后靠螺栓杆身剪切和孔壁承压及杆件接触面间摩擦共同传力最后以杆身剪切或孔壁承压破坏，达到连接最大承载力，作为连接受剪极限状态。

7.2 焊接连接的特性

7.2.1 常用焊接方法

采用的焊接方法有电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等

电弧焊的质量比较可靠,是钢结构最常用的焊接方法。

手工电弧焊是通电后在涂有焊药的焊条与焊件间产生电弧,由电弧提供热源,使焊条熔化,滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中,并与焊件熔化部分结成焊缝。药皮：由焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖熔池,防止空气中的氧、氮等有害气体与熔化的液体金属接触而形成脆性易裂的化合物。手工电弧焊焊条应与焊件金属强度相适应,对Q235钢焊件用E43系列型焊条,Q345钢焊件用E50系列型焊条,Q390钢焊件用E55系列型焊条。

自动或半自动埋弧焊是将光焊丝埋在焊剂层下,通电后,由电弧的作用使焊丝和焊剂熔化。熔化后的焊剂浮在熔化金属表面保护熔化金属,使之不与外界空气接触,有时焊剂还可供给焊缝必要的合金元素,以改善焊缝质量。P190-197

7.3 对接焊缝的构造和计算

7.3.1 对接焊缝的构造要求

对接焊缝按坡口形式分为P197

适用范围：工形缝：厚度mm t 10≤

有斜坡口带钝边单边v 形缝、y 形缝，一般厚度t=10-20mm

带钝边u 形缝或带钝边双单边v 形缝或双y 形缝：较厚焊件>20mm 。

在钢板宽度或厚度有变化连接中，为减少应力集中，应以板一侧或2侧做成 坡度不大于1：2.5（1：4疲劳计算）斜坡，如板厚差不大于4mm ，可不做斜坡。焊缝计算厚度取较薄板厚度。

对接焊缝起弧落弧点，因不能熔透而出现焊口，形成类裂纹和应力集中，为消除焊口影响，可增加引弧板，焊后将引弧板切除，用砂轮磨平。P798图7-15

7.3.2 对接焊缝的计算

1 轴心受力的对接焊缝

w c w t w 或f f t l N ≤=/σ

N:轴心拉力或压力的设计值

lw:焊缝计算长度,当采用引弧板施焊时,取焊缝实际长度;当未采用引弧板时,每条焊缝取实际长度减去2t

t:连接件的较小厚度,在T 形连接中为腹板厚度

w c w t f f ,:对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值,附表12（抗压焊缝和一、二级抗拉焊缝同母材,三级抗拉焊缝为母材的85%,）

当正缝连接的强度低于焊件的强度时, 改用斜缝, 当斜缝和作用力间夹角θ符合5.1≤θtg 时可不计算焊缝强度。

2 受弯受剪的对接焊缝计算

()w c w t w f f W M ≤=/σ w v w W f t I VS ≤=/τ

w W :焊缝截面截面模量； w I :焊缝截面对中和轴惯性矩

w S :焊缝截面计算剪力处以上部分对中和轴面积矩；w v f :焊缝抗剪强度设计值 工字形，箱形，T 形等构件在腹板与翼缘相交处，会有较大正应力和剪应力，此时除分别验算外，还要算折算应力

w t f 1.132121≤+τσ

21,σσ验算点处焊缝截面正应力和剪应力

3 轴力，弯矩，剪力共同作用时，也按上折算

7.3.3 部分焊透的对接焊缝（见书）

例7-1 P201

7.4 角焊缝的构造和计算

1 角焊缝应力分布

角焊缝焊角尺寸P202页图7-23

角焊缝应力分布特点：

侧面角焊缝：主要承受剪力作用，在弹性阶段,应力沿焊缝长度方向分布不均匀,两端大而中间小，焊缝越长剪应力分布越不均匀，但由于侧面角焊缝的塑性较好,出现塑性变形,产生应力重分布,应力分布可趋于均匀。

正面角焊缝其破坏强度比侧面角焊缝的要高,但塑性变形要差。在外力作用下应力曲线，焊缝跟部应力集中最为严重，首先出现裂缝,然后扩展至整个截面，AB 和BC 上都有正应力和剪应力,且分布不均匀,但沿焊缝长度的应力分布则比较均匀。

有效截面（计算截面）：等边角焊缝的最小截面和两边焊脚成α/2角 (直角角焊缝为45˙)。

实验证明,多数角焊缝破坏都发生在这一截面。计算时假定有效截面上应力均匀分布,并且不分抗拉、抗压或抗剪都采用同一强度设计值，w f f 角焊缝强度设计值 2 角焊缝的尺寸限制

对于受动力荷载的结构中,为了减缓应力集中,角焊缝表面应做成直线形或凹形焊缝直角边的比例:对正面角焊缝宜为1:1.5(长边顺内力方向),侧面角焊缝可为1:1

为保证焊缝最小承载能力及防止焊缝冷却过快产生裂纹，最小焊脚尺寸

t h f 5.1≥（t 较厚焊件厚度）mm ；自动焊最小f h 可减小1mm ；T 型连接单面角焊缝，增加1mm ；焊件厚度小于4mm ，取与焊件厚度相同。

防止焊缝出现脆裂，焊件被烧现象，焊缝不易太厚t h f 2.1≤（t 较薄焊件厚度）钢管除外，板件厚度为t

边缘焊缝最大f h ：mm t 6≤时t h f ≤

mm t 6> ()mm t h f 21--≤

角焊缝长度：f w h l 8≥和40mm( 焊缝厚而短时，起落点太近，会出现局部加热严重，加上一些缺陷，焊缝不可靠)；前讲侧角焊缝应力分布不均匀，且越长，分布越不均匀f w h l 60≤∴如超过，多余部分计算中不考虑（内力若沿侧面角焊缝全长分布,其计算长度不受此限。例如,梁及柱的翼缘与腹板的连接焊缝,屋架中弦杆与节点板的连接焊缝,梁的支承加劲胁与腹板的连接焊缝）。

3 角焊缝的其他构造要求P205

7.4.2 角焊缝计算的基本公式

BDEF 上应力用∠⊥⊥ττσ，，表示⊥⊥τσ，为垂直焊缝长度方向∠τ与焊缝长度方向平行

角焊缝在复杂应力下强度条件可表示为()w f f 332//22≤++⊥⊥

ττσ (a) w f f 是角焊缝的强度设计值,看作是剪切强度3?∴

有效截面积为e A

e fx fx A N σ= e fy fy A V σ= e fz fz A V τ=

⊥σσ:fx 方向 2/fx σ ⊥σσ:fy 2/fy σ

⊥τ方向 2/fx σ ⊥τ 2/fy σ

2/2/fy fx σσσ+=⊥ ； 2/2/fx fy σστ-=⊥； fz ττ=//

代入a) 化简()w f fz fy fx fy fx f ≤+-+222

2τσσσσ

1当0==fy fx σσ只有平行于焊缝长度方向的轴心力作用,为侧面角焊缝受力情

况。其设计公式为:()w f w e f f l h N ≤=∑/τ

2当0)(==fz fx fx τσσ 只有垂直于焊缝长度方向的轴心力作用,为正面角焊缝受力：()w f w e f f l h N 22.1/≤=∑σ

3 当0)(=fy fx σσ 具有平行和垂直于焊缝长度的轴心力同时作用于焊缝的情况 设计公式 ()w f f f f ≤+2

2

22.1/τσ 若用f β代替1.22，上式变为()w f f w e f f l h N βσ≤=∑/ 正面角焊缝 ()w f f f f f ≤+2

2/τβσ 各符号意义见208页

7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算

1 受轴心力焊件的拼接板连接

1）矩形拼接板与焊件用侧面角焊缝连接，外力与焊缝长度方向平行

∑≤=w f w e f f l h N )/(τ

w f f ：角焊缝的强度设计值,见附表12； e h ：角焊缝的有效厚度（见书） ∑w l 连接一侧角焊缝的计算长度之和。

2）拼接板与焊缝用正面角焊缝连接，此时外力与焊缝方向垂直

∑≤=∴w f f w e f f l h N βσ/

3）拼接板三面围焊连接，先按2）计算正面角焊缝所承担的内力1N ,再由1N N -

按1）计算侧面角焊缝。三面围焊受动载1=f β，两者可以合并，用

∑≤w f w e f l h N /

4）菱形拼接板围焊连接，克服矩形拼接板转角处的应力集中，忽略正面角焊缝

及斜焊缝的f β增大系数,统一用上式计算

2 受轴心力角钢的连接

1）用侧面角焊缝连接角钢

轴心力通过角钢截面形心,但肢背与肢尖焊缝到形心的距离不等，受力大小不同

()N K e e Ne N Ne e e N 121212211)/(=+=?=+

()N K e e Ne N Ne e e N 221121212)/(=+=?=+

21,K K ：角钢肢背、肢尖焊缝内力分配系数P210表

肢背、肢尖焊缝强度: ∑≤w f w e f l h N 111/ ∑≤w f w e f l h N 222/

21,e e h h ：分别为肢背、肢尖焊缝有效厚度

∑∑21w w l l ，：分别为肢背、肢尖焊缝计算长度之和。

2）采用三面围焊

先算正面角焊缝承受力∑=w f f w f f l h N β337.0 e f h h =7.0

∑3w l 正面角焊缝计算长度之和

()()2/2/)/(2/31321212213211N N K N e e Ne N Ne e e N e e N -=-+=?=+++ ()()2/2/)/(2/32321121213212N N K N e e Ne N Ne e e N e e N -=-+=?=+++ 再同上方法计算

3 弯矩作用下角焊缝计算

当力矩作用平面与焊缝群所在平面垂直时,焊缝受弯如图，弯矩产生应力和焊缝长度方向垂直,呈三角形分布，焊缝有效截面计算公式：

w f f w f f W M βσ≤=/ 角焊缝设计强度

w W ：角焊缝有效截面的截面模量 f β：角焊缝强度增大系数

4 扭矩作用下角焊缝计算

1）焊缝群受扭

当力矩作用平面与焊缝群所在平面平行时,焊缝受扭计算时采取下述假定: a 被连接件在扭矩作用下绕焊缝有效截面的形心O 旋转；b 焊缝有效截面上任一点的应力方向垂直于该点与形心O 的连线,与其到形心距离成正比。可见距形心最远点应力最大,

为J Tr A /=τ

y x I I J +=焊缝有效截面绕形心O 的极惯性矩

y x I I ,：焊缝有效截面绕x,y 轴的惯性矩

J Tr Jr Trr y y A T

A /)/(cos ===?ττ J Tr x T A /=σ

前面有当焊缝受垂直和平行焊缝方向力时 ()w f f f f f ≤+22/τβσ

把T A T A f f τστσ,,,用代入 2） 环焊缝受扭

扭矩作用下只有剪应力沿切线方向布置

计算公式为w f f f J TD ≤=2/τ

J ：焊缝环形有效截面极惯性矩 ()

32/4241d d -π D h e 1.0<时 325.0D h J e π≈ D ：管的外径

5 弯矩、剪力、轴力共同作用下角焊缝计算

水平力N ，垂直力V ，将它们移到焊缝群形心

弯矩Ve M =：垂直焊缝长度方向W M A W M /=σ（有效截面截面模量）

剪力V ：平行焊缝长度方向∑=w e V

A l h V /τ

水平力N ：垂直焊缝长度方向∑=w e N A l h N /σ 焊缝计算公式：w f V A f N A M A f ≤+???? ??+22

τβσσ 6 扭矩、剪力、轴力共同作用下角焊缝计算 计算步骤如下

:

①求出焊缝有效截面的形心∑∑S Sa /1

②将V 平移到形心O ,得扭矩()e a V T +=

扭矩T ：J T y T

A /γτ= J T x T A /γσ=

剪力V ：)/(∑=w e V

A l h V σ 轴力N ：)/(∑=w e N A l h N τ

合力作用下危险点焊缝强度()w f N A T A f V A T A f ≤+++22]/)[(ττβσσ

7 塞焊计算

计算公式：w f f d N ≤)/(42ηπ

w

f：焊缝强度设计值 n：塞焊点数 d：孔径

f

例题见书213页。

7.5 焊接残余应力和焊接残余变形

7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因

焊接残余应力分为：纵向焊接残余应力，横向残余应力，沿焊缝厚度方向残余应力，约束状态下产生焊接残余应力,下面分别介绍：

1纵向焊接残余应力：（焊缝长度方向为纵向）

作用于与焊缝长度方向相垂直的平面，力方向与焊缝长度方向相同，由焊接过程不均匀加热和冷却造成的。

温度不同产生不同的膨胀变形，温度高，膨胀大，但受到温度膨胀小钢材限制，产生热状态塑性压缩，而焊缝冷却时，被塑性压缩区趋向于缩得比原始长度稍短,这种缩短变形受到两侧钢材的限制,产生纵向拉应力。在低碳钢和低合金钢中,拉应力经常达到钢材的屈服强度。残余应力是一种没有荷载作用下的内应力,会自相平衡。距焊缝稍远区段内产生压应力。

2横向残余应力：（与焊缝长度相垂直方向为横向）

横向为垂直于焊缝长度方向，作用在与焊缝长度相平行平面，

产生原因：a 是由于焊缝纵向收缩,两块钢板形成反方向的弯曲变形,但焊缝将两块钢板连成整体,中部产生横向拉应力,而在两端产生横向压应力。

b 是焊缝在施焊过程中,冷却的时间不同,先焊已经凝固,会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀，发生横向塑性压缩变形。焊缝全长不同时焊接使横向收缩不同时产生应力。冷却时，横向塑性压缩变形部分而产生横向拉应力，先焊部分产生横向压应力。

3 沿焊缝厚度方向残余应力

厚钢板连接时，焊缝要多层施焊，所以沿厚度方向冷却不均匀会产生沿厚度 ，当三力同号时会降低结构连接塑性.

方向残余应力

z

形状改变能量理论：

屈服时单元体形状改变能：][31313221232221σσσσσσσσσμ---+++=E

U =（231232221)()()(σσσσσσ-+-+-）**2/2

[]y f E

U 31μ+= []U U <：弹性状态；[]U U =：极限状态；[]U U >：塑性状态

4 约束状态下焊接应力

构件横向膨胀收缩受限制，产生横向塑性压缩，冷却后，收缩受约束产生约束应力。

ef ：有约束，截面全部受拉。约束作用等于ef 切断后cd 横向残余应力 实际cd 面横向残余应力为上面二者的总和。

7.5.2 焊接残余应力的影响

1 对结构静力强度影响

以2块对焊板件纵向残余应力来分析，随N 增加，已达y f 区域应力不增大，N 由弹性区域承担，受压区应力也逐渐变为受拉，最后达y f

板所受外力()t efde abca N +=

由于焊接残余应力自相平衡

()d cd c d e e c a a ''=''+'∴ ()y hf defd abca =+∴=无残余应力情况

所以残余应力不影响静力强度

2 对结构刚度影响

N 增加，a 增加，m 下降，m

)/()/()/(htE N mtE N EA N ?>?=?=?ε

所以残余应力使变形增大，刚度降低

3 对压杆稳定的影响

焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小,从而必定降低其稳定承载能力

2

32/y

cry Ek λπσ= 22/x crx Ek λπσ= 4 对低温冷脆的影响

（厚板或三向交叉焊缝的情况）：三向焊接残余应力,阻碍塑性变形,在低温下使裂纹容易发生和发展,加速构件的脆性破坏。

5 对疲劳强度的影响

焊接残余拉应力对疲劳强度有不利的影响，残余压应力,有利于疲劳强度提高。

7.5.3-7.5.4 见P225页

7.6 普通螺栓连接的构造和计算

7.6.1 螺栓的排列和构造要求 P228

7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能

普通螺栓连接按螺栓传力方式,可分为抗剪螺栓和抗拉螺栓连接。

螺栓1为抗剪螺栓

螺栓2在下面设有支托为抗拉螺栓。不设支托,则兼承拉力和剪力。

C 级螺栓一般不抗剪，1应该用焊缝或高强度螺栓代替。

1 抗剪螺栓连接

受力：先摩擦力抵抗外力，摩擦力很小,构件出现滑移,螺栓杆和螺栓孔壁发生接触,使螺栓杆受剪,同时螺栓杆和孔壁互相接触挤压，螺栓连接有五种可能破坏情况。

1）螺栓杆被剪断2）孔壁，栓杆被压坏3）板拉断

4）钢板剪断：限制端距032d e ≥

5）螺栓杆弯曲破坏：限制板叠厚度不超过5d

弹性阶段时,螺栓群受力不等,两端大而中间小，超过弹性阶段出现塑性变形后,因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀，当拼接缝的一侧螺栓很多,且沿受力方向的连接长度1l 过大时, 端部的螺栓会首先破坏,随后依次向内逐个破坏，规范规定还是当成螺栓均匀受力，但对螺栓的承载力乘以折减系数β

当0115d l > )150/(1.101d l -=β 0d 螺栓孔径

0160d l > 7.0=β

抗剪螺栓的设计承载能力按下面两式计算:

抗剪承载力设计值 4/2b v v b V f d n N π=

承压承载力设计值 ∑=b c b c tf d V

抗剪螺栓承载力取二者小值。

v n ：螺栓受剪面数,单剪v n =1,双剪v n =2,四剪面v n =4 d ：螺栓杆直径

∑t ：在同一方向承压的构件较小总厚度

b c b v f f ,：螺栓的抗剪、承压强度设计值，铆接取T c T v f f ,。

2 抗拉螺栓连接

抗拉螺栓的承载力设计值:4/2b t e b t f d N π=

e d :普通螺栓或锚栓螺纹处的有效直径,附表7,对铆钉连接取孔径0d

b t f 普通螺栓或锚栓的抗拉强度设计值,对铆接取T t f

当T 形连接采用螺栓,必须借助附件(角钢)才能实现.通常角钢的刚度不大,受拉后,垂直于拉力作用方向的角钢肢会发生变形,在该肢外侧端部产生撬力Q. 螺栓实际所受拉力为Q N p f +=， 确定Q 力比较复杂, 规范规定的普通螺栓抗拉强度设计值b t f 是取同样钢号钢材抗拉强度设计值f 的0.8倍(b t f =0.8f), 以考虑Q 力的影响

在构造上设置加劲肋加强角钢刚度,来减小Q 力影响.

7.6.3 螺栓群的计算

1 螺栓群在轴心力作用下的抗剪计算

当外力通过螺栓群形心时,假定诸螺栓平均分担剪力,图中接头一边所需要

的螺栓数目b N N n min /= N:作用于螺栓群的轴心力的设计值

拼接板在不同部位承受力是不同的, 拼接板力通过螺栓传来,见图

由于螺栓孔削弱了板件的截面,为防止板件在净截面上被拉断,需要验算净截面的强度

f A N n ≤=/σ n A ：净截面面积

以上图所示的并列螺栓排列,以左半部分来看:截面1-1,2-2,3-3的净截面面积均相同,但受力不同,1-1受力N,2-2为n N n N /1-,3-3为()n N n n N /21+-

1-1受力最大,有()01d n b t A n -=

对于拼接板,3-3受力最大,净截面()0312d n b t A n -=

n 为左半部分螺栓总数,1n 、2n 、3n 分别为截面1-1,2-2,3-3上螺栓总数

对于交错排列螺栓除考虑上述截面外,还要考虑(折线截面)破坏的可能。

()[]

022*******d n e e n e t A n -+-+= 2n : 折线截面上螺栓数

例题见书。

2 螺栓群在扭矩作用下抗剪计算

计算时假定:a 被连接构件是刚性的,螺栓是弹性的

b 各螺栓绕螺栓群形心o 旋转,力大小与甚至螺栓群形心O 距

离成正比,方向与其和螺栓群形心O 连线相垂直

根据力平衡条件,各螺栓剪力对形心0力矩总和=T

T r N r N i T i T =++∴ 11

又因为螺栓受力与其到0点距离成正比

1112122211/////r r N N r r N N r N r N r N i T T i T T i T i T T =?=?===∴

代入有()

∑=++=1211222211//r r N r r r r N T i T n T ()∑∑∑+==∴221211//i i i T y x Tr r Tr N

当螺栓狭长布置时,112121113y r y x x y →<<>时

上式简化∑=211/i T y Ty N

设计时,受力最大螺栓所承受设计剪力应不大于螺栓抗剪承载力设计值

b T N N min

1≤(7-27,7-28中小者) 3 螺栓群在扭矩、剪力、轴心力共同作用下的抗剪计算

扭矩:()∑∑+=2211/i i T y x Tr N

()()

∑∑∑∑+=+?==2212211111///cos i i i i T T x y x Ty y x Tr r y N N θ ()

∑∑+=2211/i i T y y x Tx N

剪力V:n V N V y

/1=轴力N:n N N N x /1= 螺栓合力()()b V y T y N x T x N N N N N N min

2112111≤+++=

例题见书。 4 螺栓群在轴心力作用下抗拉计算

当设计拉力N 通过螺栓群形心时,所需要的螺栓数目为b t N N n /=

5 螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算

中和轴位置的计算比较复杂。通常近似地假定在最下边一排螺栓轴线上,并且忽略压力所提供的力矩(因力臂很小).

()

i M i m y N y N m M ++=∴ 11

力分布见图距离成正比,所以螺栓最大内力 b t i M N y m My N ∑≤=)/(211

m:螺栓排列的纵列数 图中m=2 6 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算

a 支托起临时支承作用. 此时螺栓受弯Ve M =，剪力V

M:()∑==211/i M t y m My N N

V:n V N v /=

合力下满足：()()1//22

≤+b t t b V V N N N N

当板件薄时会发生压坏，所以还要验算b c V N N ≤

t V N N ,：螺栓受剪力和拉力；b t b c b v N N N ,,：螺栓抗剪，承压和抗拉承载力设计值 b 假定剪力V 由支托承受.螺栓承受弯矩同上M,力b t N <

支托和柱翼缘的连接,用角焊缝连接

()w t w e f f l h V ≤=∑/ατ

α为考虑V 对焊缝偏心影响取1.25-1.35

例题见书。

7.7 高强螺栓连接性能和计算

高强螺栓分为10.9级（20MnTiB(锰、钛)钢，35VB （钒）钢）

和8.8级（40B 钢，45号钢，35号钢）45号、40B ，用于直径小于24mm

10.9：10螺栓处理后最低抗拉强度1000N/mm 2

9屈强比（屈服强度f y /抗拉强度f u ）

高强螺栓螺帽，垫圈：45号钢，35号钢制成。

栓孔用钻成孔（摩擦型：孔径比公称直径大1.5-2mm ；承压型：大1.0-1.5mm ） 前面介绍过摩擦型、承压型受力特征，下面看受拉力的高强度螺栓受力性能：由于预拉力作用,构件间在受荷前被压紧,受拉后，拉力首先抵消这种挤压力。构件被拉开后,高强度螺栓的受拉力情况就和普通螺栓受拉相同。这种连接的变形小。构件未被拉开前,可以减少锈蚀危害,改善连接的疲劳性能。

1 高强度螺栓的预拉力

高强度螺栓的预拉力是通过扭紧螺帽实现的，有三种方法。

1） 扭矩法：用可直接显示扭矩的特制搬手,根据事先测定的扭矩和螺栓拉力之间的关系式施加扭矩,并计入必要的超张拉值。

扭矩和拉力间的关系Kdp T =表示

K ：扭矩系数，先测定，d 螺栓直径，P 设计时规定预拉力

2）转角法:分2步：a 初拧：用普通扳手使被连接件紧密贴合；b 终拧：以初拧位置为起点，根据螺栓直径和板叠厚度，所确定终拧角度，使螺母到确定的角度，拉力达到预定值。

3） 扭剪法：扭掉螺栓梅花头切口处截面来控制预拉力。（242页）

高强螺栓预拉力与材料强度，螺栓有效截面有关，且

1）螺栓拧紧时产生剪力会降低螺栓抗拉能力，抗拉强度除1.2；

2）施工时为补偿预拉力松弛时螺栓超张拉5-10%，所以乘0.9；

3）材料抗力变异影响乘0.9，另外再引进一附加安全系数0.9。

所以预拉力设计值，e e A f A f P μμ698.02.1/9.09.09.0=???=

μf ：高强螺栓抗拉强度

e A ：高强螺栓有效截面积附表7 （P242表7-10 预拉值表）

2 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数

摩擦型高强螺栓连接靠被连接构件间的摩擦阻力传力,而摩擦阻力的大小除了螺栓的预拉力外,与摩擦面抗滑移系数μ有关。μ见243页表，构件摩擦面涂红丹或在潮湿或淋雨状态下进行拼装,会降低μ值。

3 高强度螺栓的排列（和普通螺栓相同，见228页）

7.7.2 高强螺栓抗剪承载力设计值

1 摩擦型：

设计准则是外力不超过摩擦阻力，另外考虑各螺栓受力不均匀，引入系数R α

所以高强螺栓抗剪承载设计值：P n N f R b v μα=

f n ：一个螺栓的传力摩擦面数目；μ：摩擦面的抗滑移系数

P ：高强度螺栓预拉力；

R α：抗力分项系数的倒数,一般取0.9,最小板厚t 小于6mm 的冷弯薄壁型钢结构取0.80

2 承压型：

计算方法和普通螺栓相同，摩擦力很小只起延缓滑动的作用

抗剪：4/2b v v b v f d n N π= 承压：∑=b c b c tf d N

v n ：抗剪面数 b v f ：高强抗剪设计值 d ：直径

t ；同方向较小总厚度 b c f ：高强抗压设计值

7.7.3 高强度螺栓群的抗剪计算

1 轴心力作用时

a 螺栓数:认为诸螺栓平担剪力

v N N n /=∴ v N 分摩擦，承压2种情况分取上面公式

b 构件净截面强度验算:

对承压型连接,构件净截面强度验算和普通螺栓连接的相同。(233) 对摩擦型连接,一部分剪力由孔前接触面传递，规范规定,孔前传力占螺栓传力的50%。 所以净截面传力为()n n N N /5.011-='

1n ：计算截面上的螺栓数 n ：连接一侧的螺栓总数

有了N '后，其余同普通螺栓 f A N ≤'/(钢抗压强度设计值)

2 受扭及受扭、剪、轴拉力作用（同普通螺栓）

例题见书244。

7.7.4 高强度螺栓的抗拉连接

1 抗拉连接性能

图示高强度螺栓预拉力P,它与T 形件翼缘接触面的挤压力C 相平衡C P = 当外力2t N 作用后，f P P →增加）(，f C C →（减小）

,由力平衡f t f C N P += 假设螺栓与被连构件保持弹性性能，板叠厚度δ，外力与变形关系为：

()b EA P P b f ?=-）（/δ b A 螺栓杆截面面积

()p EA C C p f ?=-）（/δ p A

构件挤压面面积 外力下，螺栓杆伸长量等于压缩量p b ?=? ()()p f b f A C C A P P //-=- 又P C = f t f C N P +=代入

()1//++=b P t f A A N P P a) 通常螺栓孔周围的挤压面积比螺栓杆截面面积大得多,取10/=b p A A 当构件刚好被拉开时，t f N P =，代入上式P P f 1.1=

钢结构设计要点

钢结构设计要点

1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？ 答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。（见《STS 用户手册》） b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节 c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容 2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？ 答：可以。见《门式钢架规范》4.1.3条 3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？ 答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节 4. 高强螺栓可以涂油漆吗？ 答：不可以。油漆会使接触面的摩擦系数降低。 5. 如何确定钢架梁的分段比例？ 答：可根据弯矩包络图确定。一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25 6. 如何估算钢架梁柱截面？ 答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 7. 关于门式钢架的恒载？ 答：压型钢板及保温层 0.25kN/m2 檩条 0.05kN/m2 悬挂设备 0.2kN/m2

钢结构的构件连接方式

d e f 钢结构的构件连接方式 钢结构的连接方法大体来看，有以下几种： 焊接——是使用最普遍的方法，该方法对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高；但是焊接属于热加工过程，对材质要求高，对于工人的技术水平要求也高，焊接程序严格，质量检验工作量大。 铆接——该方法传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好；但是由于铆接时必须进行钢板的搭接，相对来讲费钢、费工。 普通螺栓连接——这种方式装卸便利，设备简单，工人易于操作；但是对于该方法，螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大。 高强螺栓连接——此法加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高 射钉、自攻螺栓连接——较为灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力。 焊接连接 焊接是钢结构较为常见的连接方式，也是比较方便的连接方式，在众多的钢结构中，焊接是最为常见的一种。 根据焊接的形式，焊缝可以分为对接（平接）焊 缝、角焊缝、和顶接焊缝三大类。 对接焊缝 对接焊缝按受力与焊缝方向分直缝——作用力方 向与焊缝方向正交；斜缝——作用力方向与焊缝方向 斜交两类。从直观来看，直缝受拉，斜缝受拉与剪的同时作用。 对接焊缝在焊接上有以下处理形式： a ）直边缝：适合板厚t 10mm b ）单边V 形：适合板厚t ＝10～20mm c ）双边V 形：适合板厚t ＝10～20mm d ）U 形：适合板厚t > 20mm e ）K 形：适合板厚t > 20mm f ）X 形：适合板厚t > 20mm 对接焊缝的优点是用料经济、传力均匀、无明 显的应力集中1[1]，利于承受动力荷载；但也有缺点，需剖口，焊件长度要精确。 对接焊缝需要做以下构造处理：首先，在施焊过程中，起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板；但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去5mm 。其次， 变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：4的斜面，避 免应力集中。 另外，变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1：4 的斜边，避免应力集中。对于对接焊缝的强度，有引弧板的对接焊 缝在受压时与母材等强，但焊缝的抗拉强度与焊缝质量等级有关。 对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计 算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。 对接焊缝的计算包括：轴心受力的对接焊缝、斜向受力的对接焊缝、 钢梁的对接焊缝、牛腿与翼缘的对接焊缝。 a b c 斜缝 直缝

钢结构设计的八大要点

钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪

压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。

建筑结构丨16G101全系列深度解读

建筑结构丨收藏：16G101全系列深度解读 总说明和制图规则部分 一、绪论 11G101自2011年9月1日实行，16G101自2016年9月1日实行，正好5年一个周期。 当初11G101的推出变化挺大的，因为2010年，《混凝土结构设计规范》（以下简称《混规》）、《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）进行了重大修订，因为G101是以规范为依据，所以，11G101相对于03G有很大变化，加之，11G101的体系也作了重大调整，进行了一些合并，从原6本图集压缩了3本图集。 那么，16G101相对于11G101有哪些变化呢？无重大变化，相似度约90%。但即使10%的差异也是需要研读。 平面表示法及平法制图规则不会有变化，规则有稳定性，不可能一直变来变去，但可以局部修正和完善。 其次，原规范依据没有变化，如果说有变化，仅《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）是新增的。 同时，16G101-1总说明3：“当依据的标准进行修订或有新的标准出版实施时，本图集与现行工程建设标准不符的内容、限制或淘汰的技术产品，视为无效。工程技术人员在参考使用时，应注意加以区分，并应对本图集相关内容进行复核后使用。”原图集无此说明，这条说明有多重含义，一是图集从属和依附于规范；二、凡图集与规范不符的以规范为准；三、当规范修订，图集不符部分视为无效；四，使用者不能教条地使用图集，要与规范对照复核后使用。 本次图集修订必要性不大。 首先是因为规范还没修订，图集的修订应与规范的修订保持同步。 其次是平法图集本身也没有重大理论发现和科研成果。不论是规范和图集都要保持相对的稳定性和延续性，不可频繁变更与升版。 复次，图集标准体系没有作出重大调整，笔者在点评03G101和 11G101时曾建议G101整合成一本。图集一分为三，每本图集都有相同内容，如一些通用性说明和规定，可以合而为一，避免重复，减少容量。同时合而为一便于随带、翻阅和查询，如竖向构件柱墙的上部构造做法要到11G101-1上去查，柱墙在基础内构造要到11G101-3上去查，把一种构件进行人为的割裂。钢筋工程是一个系统，拆分三个图集反而是影响整体性，不符合平法的哲学思想。

平法图集16G101-1修订主要内容知识讲解

16G101-1修订主要内容 1、总说明取消了原101图集中总说明第2条的平法系列图集包括的内容。 2、总说明增加了第3条中的设计依据的规范：《中国地震动参数区划图》GB18306-2015，调整了2本规范依据的版本，新增了当依据的标准进行修订或者有新的标准出版实施时，图集与规范标准不符的内容、限制或淘汰的技术产品，视为无效。 3、总说明第5条调整了图集的适用范围。取消了原11G101-1图集中的非抗震设计。本图集适用于抗震设防烈度为6~9度地区的现浇混凝土框架、剪力墙、框架—剪力墙和部分框支剪力墙等主体结构施工图设计。以及各类结构中的现浇混凝土板（包括有梁盖板和无梁盖板）、地下室结构部分现浇混凝土墙体、柱、梁、板结构施工的设计。 4、平面整体标示方法制图规则中第1.0.2条图集制图规则适用范围取消了楼板部分也适用于砌体结构这句话。（本图集制图规则适用于基础顶面以上各种现浇混凝土结构的框架、剪力墙、梁、板（有梁楼板和无梁楼板）等构件的结构施工图设计。） 5、第1.0.9条，取消了第3款非抗震设计部分的要求；调整了第5款中可选用图集构造做法的例子所在图集的页数。在第5款的选用构造新增了非底部加强部位剪力墙构造边缘构件是否设置外圈封闭箍筋，取消了非框架梁部分的内容。第8款增加了嵌固部位不在地下室顶板仍需考虑上部结构实际存在嵌固作用的内容。（现第3款内容为“写明抗震设防烈度及抗震等级，以明确选用相应抗震等级的标准构造图集”；现第5款内容为“当标准构造详图有多种可选择的构造做法时写明在何部位选用何种构造做法。当未注明时，则为设计人员自动授权施工人员可以任选一种构造做法进行施工，例如：框架顶层端节点配筋构造（本

《钢结构设计原理》／试题库(含答案).

钢结构设计原理试题库 一、填空题 1. 钢结构计算的两种极限状态是和。 2. 钢结构具有、、、、 和等特点。 3. 钢材的破坏形式有和。 4. 影响钢材性能的主要因素有、、、 、、、和。 5. 影响钢材疲劳的主要因素有、、、 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是、、、 和。 7. 钢结构的连接方法有、和。 8. 角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即、、、、和。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。 12. 轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 二、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结 构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形 式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？

钢结构各个构件和做法(上)

钢结构各个构件和做法-钢结构加工（上） 1、建筑体系 1-1、门式刚架体系 1-1-1、基本构件图 1-1-2、说明 力学原理 门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。 刚架 刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。 支撑、系杆 刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。柔性支撑为圆钢。系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。（钢结构加工） 屋面檩条、墙梁

一般为C型钢、Z型钢。承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。 1-1-3、门式刚架的基本形式 a.典型门式刚架 c.带局部二层的门式刚架

1-1-4、基本节点 a.柱脚节点 找接柱脚刚接柱脚一刚接柱脚二. b.梁、柱节点

柱头节点一柱头节点二梁间连接竹点 吊车梁牛腿节点 抗风柱连接节点丄 ■局部二层节点参照多层框架体系。（钢结构加工） 1-1-5、刚架衍生形式

1-1^则架衍生形式 九单亠坡单跨 ■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置 ■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了 90度。 1-2、多层框架体系 1-2-1、框架图示 r 1」 r —^一 ___—( I r / -? * - - _, 」1 - ■—? ---------------------- ---------------------------------------- I F ii y z J 星而 i r 2 1 i ! Ei t 况山墙刚架 d.连跨单用脊 化单坡连跨

梁配筋详解

梁配筋详解 一、框架梁 框架梁和次梁，按照是否和竖向构件构成抗侧力体系为标准区分 1、跨数的确定 可由SATWE计算结构确定； 2、提供延性的配筋（上下纵筋和箍筋）需要遵循的规范：《抗规》和《混规》 A、《抗震规范》要求： 6.2章节是强柱弱梁和强剪弱弯的要求，内力的调整由PKPM程序完成，无须人工干预；重点是6.3章节的抗震构造措施： 6.2.9条同《混规》11.3.3条是剪压比限值的要求，是极容易超筋的一项指标； 剪压比（梁柱截面上的名义剪应力V/bh0与混凝土轴心抗压强度设计值的比值）：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于0.15的时候，梁的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋用量，也不能发挥作用，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。 6.3.1和6.3.2确定梁的外观，耗能构件和扁梁的优缺点； 6.3.3-1和6.3.3-2是确定受压区高度；控制受压区高度的目的是控制梁端塑性铰有较大的塑性转动能力，在确定受压区高度时，可计入受压钢筋。水平力往复作用下，梁端弯矩方向改变。 6.3.3-3是受力构件体量的协调；注意此条极容易忽略； 6.3.4-1简述为四分之一贯通；通长筋指直径不一定相同，但不同直径的钢筋连接至少是搭接，且两端需受拉锚固的直线钢筋。 6.3.4-2一般不会有问题； 6.3.4-3应该与《混规》11.3.8条和11.3.9条和9.2.10条共同考虑；面积配箍率公式： ρsv＝Asv／(bs)=(n×Asv1)／(b×s) 《混规》除11.3.9条外与《抗规》相同。 箍筋的配筋方法： 配筋要点：1、计算要求；2、面积配箍率；3、肢距要求 检验纵向钢筋配筋率有没有大于2%的，如有查看箍筋是否需要增大直径

钢结构连接计算书(螺栓)

钢结构连接计算书 一、连接件类别： 普通螺栓。 二、普通螺栓连接计算： 1、普通螺栓受剪连接时，每个普通螺栓的承载力设计值，应取抗剪和承压承载力设计值中的较小者。 受剪承载力设计值应按下式计算： 式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm； n v──受剪面数目，取 n v = 2.000； f v b──螺栓的抗剪强度设计值，取 f v b=125.000 N/mm2； 计算得：N v b = 2.000×3.1415×22.0002×125.000/4=95033.178 N； 承压承载力设计值应按下式计算： 式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm； ∑t──在同一受力方向的承压构件的较小总厚度，取∑t=12.000 mm； f c b──普通螺栓的抗压强度设计值，取 f c b=250.000 N/mm2； 计算得：N c b = 22.000×12.000×250.000=66000.000 N； 故: 普通螺栓的承载力设计值取 66000.000 N； 2、普通螺栓杆轴方向受拉连接时，每个普通螺栓的承载力设计值应按下式计算：

式中普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径，取 de= 21.000 mm； f t b──普通螺栓的抗拉强度设计值，取 f t b=215.000 N/mm2； 计算得：N t b = 3.1415×21.0002×215.000 / 4 = 74467.527 N； 3、普通螺栓同时受剪和受拉连接时，每个普通螺栓同时承受剪力和杆轴方向拉力应符合下式要求： 式中 N v──普通螺栓所承受的剪力，取 N v= 23.000 kN =23.000×103 N； N t──普通螺栓所承受的拉力，取 N t= 35.000 kN =35.000×103 N； [(N v/N v b)2+(Nt/Nt b)2]1/2=[(23.000×103/95033.178)2+(35.000×103/74467.527)2]1/2= 0.529 ≤ 1； N v = 23000.000 N ≤ N c b = 66000.000 N； 所以，普通螺栓承载力验算满足要求！

钢筋结构设计规范标准

钢结构设计规范 第一章总结 第二章材料 第三章基本设计规定 第四章受弯构件的计算 第五章轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 第六章疲劳计算 第七章连接计算 第八章构造要求 第九章塑性设计 第十章钢管结构章 第十一章圆钢、小角钢的轻型钢结构 第十二章钢与混凝土组合梁 附录一梁的整体稳定系数 附录二梁腹板局部稳定的计算 附录三轴心受压构件的稳定系数 附录四柱的计算长度系数 附录五疲劳计算的构件和连接分类 附录六螺栓的有效面积 附录七非法定计量单位与法定计量单位的换算关系 第一章总则 第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。 第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。

第1.0.3条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。 第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。 第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。 第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。 第二章材料 第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。 第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。 二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。 注明：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10℃采用。

建筑物抗震构造详图11G3291解析讲义

建筑物抗震构造详图（11G329-1）解析 2011-10 1.《建筑物抗震构造详图》的编制起源于1977年，当时编号为CG329,我院负责 编制民用框架及剪力墙结构，中国建筑西北设计院负责砖墙房屋、局部框架砖房、砖排架房屋、钢筋混凝土排架房屋.本图集随着时间的推移、国家规范不断更新，CG329图集也不断更新，历次版本号为1977年CG329、1984年CG329、1994年94G329、1997年97G329 、2003年03G329及本次2011年的11G329， 2. 由北京市建筑设计研究院主编的多层和高层钢筋混凝土房屋部分编号为 11G329-1，本图集由中国建筑标准设计研究院组织，聘请了国内部分抗震、混凝土结构及高层建筑方面的专家对本图集进行审查； 3. 本图集现浇钢筋混凝土结构构造,适用于设计使用年限为50年、抗震设防烈 度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计,包括民用框架、剪力墙、框架-剪力墙、板柱-剪力墙、部分框支剪力墙及筒体结构。建筑物的抗震等级按页次1-4表3确定。 4. 本图集适用于建筑物高度不超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 中A级高度的钢筋混凝土结构。 本图集不包含抗震等级为特一级的构造。 对于超过A级高度的钢筋混凝土高层建筑，也可结合有关超限措施，按不同抗震等级参照本图集使用。 5. 在本图集的编制过程中，基本保留了03G329-1图集的格式及内容，取消了原 图集中整浇装配式梁柱构造及内浇外挂复合外墙板的构造，同时补充完善了部分内容（如框架梁加腋做法、剪力墙结构的部分构造）； 6. 本图集编制的依据是新版《抗规》、《砼规范》及《高规》 《建筑物抗震构造详图》11G329-1勘误 第1-2页表1注5. 甲、乙类建筑或及Ⅲ、Ⅳ类场地且设计基本烈度为0.15g和 0.3g的丙。。。。。。 第1-58页 6.1 柱轴压比（见表4、表5） 6.2 剪力墙墙肢轴压比（见表5）、表编号应移至表名前 第2-5页左边柱纵筋在基础的锚固标注中，取消150标注。2-6～8页同 第2-7页图中间节点≥Labe应为≥Lae 第3-5页图左下的“注”中的到数第二行第一个字“当”字应删掉 第3-6页第8.7条取消（）内的内容； 可增加

钢结构设计要点

1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？ 答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。（见《STS 用户手册》） b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节 c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容 2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？ 答：可以。见《门式钢架规范》4.1.3条 3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？ 答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节 4. 高强螺栓可以涂油漆吗？ 答：不可以。油漆会使接触面的摩擦系数降低。 5. 如何确定钢架梁的分段比例？ 答：可根据弯矩包络图确定。一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25

6. 如何估算钢架梁柱截面？ 答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 7. 关于门式钢架的恒载？ 答：压型钢板及保温层 0.25kN/m2 檩条 0.05kN/m2 悬挂设备 0.2kN/m2 8. 如果钢架截面是以强度控制而非挠度控制时，可以考虑使用高强钢材。 9. 钢构的除锈方式有哪些？ 答：手动，适用于小型要求不高的构件，除锈不彻底 喷砂，适用于比较厚实的构件，除锈彻底 酸洗，适用于薄壁构件或不方便用喷砂方法除锈的构件或部位，除锈彻底 10. 拉条采用圆钢时直径不宜小于10mm（见《门式钢架规范》6.3.5条）；檩托的常用厚度是8mm；隅称按设计确定（见《门式钢架规范》6.16条）；屋面彩钢

钢结构隔层做法分析

阁楼楼板吊法 1.吊阁楼楼板，有三种做法，槽钢、工子钢、现浇钢筋水泥。 2.槽钢非常便宜，好搭. 3.工字钢造价最贵，工艺麻烦，但无须设计院出图纸。 4.现浇钢筋水泥，如果原设计允许，是可以的。 一、搭建阁楼的前提 1、首先得查阅原始建筑土建资料，看看原建筑设计时是考虑何种类型的。如果在建筑设计时特别要求避免的隔层方案得首先放弃。 2、你的房子必须有足够的层高。一般来说，复式房的新建阁楼的楼板的下缘与原一层的楼板下缘相平。单层的阁楼楼板的下缘不低于2.6米。阁楼楼板与屋顶的内净高不低于2.4米，最低不低于2.2米。这是以有人员居住为前提的，如果你的阁楼是不住人的，那么你自己可以随意定夺高度。 3、阁楼的最短的两边的跨度不得太大。在使用槽钢搭建的情况下，一般不宜超过4米，最大不得超过6米。 二、如何搭建顶楼的阁楼楼板 ①确定功能：阁楼的搭建，肯定是要解决一些实际问题，以满足原有

建筑物格局无法满足的功能需要。因此，首先应明确阁楼的未来使用，不同的功能对空间有不同的要求，这对于确定阁楼搭建的范围及标高有直接的影响。同时阁楼因为拆除不方便和浪费巨大，建议在做阁楼之前有一个完备的设计方案。 ②确定面积：根据墙体受力和承重情况可以明确阁楼搭建的大致范围。没有必要一味地盲目追求面积。有一些楼层较高，或者复式房带中空客厅的朋友，也许他们会有搭建阁楼的需要，而搭建阁楼又涉及到一些较深的相关知识 三、阁楼的搭建类型及各种方案比较 目前常用的隔层楼板施工方案有：钢结构、现浇钢筋水泥、钢混结构、轻质楼板结构等多种方案，各方案都有他相应的优缺点。选择方案时一定要结合自己的需要和原建筑情况 1. 槽钢或工字钢搭建。一般情况下，用槽钢就行了，但用工字钢的抗弯强度会更高，当然造价也会更高，而且工字钢占用的空间层高也更大。槽钢搭建的优点是速度快，即搭即用，不需要等待。缺点是槽钢做的阁楼当人在上面走动时，会有一定的晃动声，槽钢规格越小，晃动声越大。采用槽钢的做法属于推荐做法。讲讲做钢架的好处和弊病：好处： 1、荷载轻，就是自身的重量轻，而且足够承担起家里的摆设和平时的人员的活动。 2、施工工期短，施工时干净。 3、对设计人员的要求不高，

钢结构节点

1.梁与柱的刚性连接 (1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种，如图所示： (2)梁与柱的连接节点计算时，主要验算以下内容： ①梁与柱连接的承载力 ②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度 ③梁柱节点域的抗剪承载力 (3)梁与柱刚性连接的构造 ①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造: 框架梁与柱刚性连接 ②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种： 柱带悬臂梁段与框架梁连接

梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。 (4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施 ①骨形连接 骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。 骨形连接 梁端翼缘加焊楔形盖板 梁端翼缘加焊楔形盖板 在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板。 (5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接 当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。主梁与柱的现场连接如图所示。 2梁与柱的铰接连接

(1)梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接： 仅梁腹板连接仅梁翼缘连接 柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板 相连 （2）柱在弱轴与梁铰接连接分为：柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连 柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用三层一根，长度10～12m 左右。根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。 按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱，当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下，柱的上下端应铣平顶紧，并与柱轴线垂直。柱的25％的轴力和弯矩可通过铣平端传递，此时柱的拼接节点可按75％的轴力和弯矩及全部剪力设计。抗震设计时，柱的拼接节点按与柱截面等强度原则设计。 非抗震设计时的焊缝连接，可采用部分熔透焊缝，坡口焊缝的有效深度不宜小于板厚度的 1/2。有抗震设防要求的焊缝连接，应采用全熔透坡口焊缝。

GB50017-2017《钢结构设计规范》

GB50017-2017《钢结构设计规范》一、章节目录 1总则 2术语和符号 2.1术语 2.2符号 3基本设计规定 3.1设计原则 3.2荷载和荷载效应计算 3.3材料选用 3.4设计指标 3.5结构或构件变形的规定 4受弯构件的计算 4.1强度 4.2整体稳定 4.3局部稳定 4.4组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算 5轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 5.1轴心受力构件 5.2拉弯构件和压弯构件 5.3构件的计算长度和容许长细比 5.4受压构件的局部稳定 6疲劳计算 6.1一般规定 6.2疲劳计算 7连接计算 7.1焊缝连接 7.2紧固件（螺栓、铆钉等）连接 7.3组合工字梁翼缘连接 7.4梁与柱的刚性连接 7.5连接节点处板件的计算 7.6支座

8构造要求 8.1一般规定 8.2焊缝连接 8.3螺栓连接和铆钉连接 8.4结构构件 8.5对吊车梁和吊车桁架（或类似结构）的要求 8.6大跨度屋盖结构 8.7提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求 8.8制作、运输和安装 8.9防护和隔热 9塑性设计 9.1一般规定 9.2构件的计算 9.3容许长细比和构造要求 10钢管结构 10.1一般规定 10.2构造要求 10.3杆件和节点承载力 11钢与混凝土组合梁 11.1一般规定 11.2组合梁设计 11.3抗剪连接件的计算 11.4挠度计算 11.5构造要求 附录 A 结构或构件的变形容许值 附录 B 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 梁的整体稳定系数 轴心受压构件的稳定系数 柱的计算长度系数 疲劳计算的构件和连接分类 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算 附：本规范用词说明 附：修改条文说明 其中下面打—的节为新增，下面打~~的节为有较多修改。

钢结构节点图

钢结构节点图 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

门式刚架横梁与立柱连接节点，可采用端板竖放、平放和斜放三种形式（图、b 、c ）。斜梁与刚架柱连接节点的受拉侧，宜采用端板外伸式，与斜梁端板连接的柱的翼缘部位应与端板等厚度；斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直 （图），应采用外伸式连接，并使翼缘内外螺栓群中心与翼缘中心重合或接近。 屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点，采用端板横放的顶接连接方式（图）。 屋面梁与混凝土柱采用锚栓连接（图），该连接节点应为铰接节点，锚栓及底板设计同铰接柱脚。 吊车梁承受动力荷载，其构造和连接节点须满足以下规定： 4 吊车梁与制动梁的连接，可采用高强度摩擦型螺栓连接或焊接。吊车梁与刚架上柱的 (a) 端板竖放 (b)端板平放 (c)端板斜放 (d)斜梁拼接 图 刚架连接节点 图 屋面梁和混凝土柱连接节点 (a) (b) (a) (b) (c) 图 屋面梁和摇摆柱连接节点

连接处宜设长圆孔（图）；吊车梁与牛腿处垫板采用焊接连接（图）；吊车梁之间应采用高强螺栓连接。 用于支承吊车梁的牛腿可做成等截面，当也可做成变截面（图）；柱在牛腿上下翼缘的相应位置处应设置横向加劲肋；为保证传力均匀，在牛腿上翼缘吊车梁支座处应设置垫板，垫板与牛腿上翼缘连接采用围焊；为避免较大的局部承压应力，在吊车梁支座对应的牛腿腹板处应设置横向加劲肋。 牛腿与柱连接处承受剪力V 和弯矩 GB50017 在设有夹层的结构中，夹层梁与柱可采用刚接，也可采用铰接（图）。当采用刚接连接时，夹层梁翼缘与柱翼缘应采用全熔透焊接，而腹板可采用高强螺栓与柱 图 吊车梁连接节点 (a) 吊车梁与上柱连接 (b) 吊车梁与牛腿连接 图 牛腿节点 (a)等截面牛腿 (b)变截面牛腿

结构中宽扁梁设计要点及其特点探讨

结构中宽扁梁设计要点及其特点探讨 【摘要】宽扁梁楼盖由于其设计特点而有助于梁柱节点的延性提高，其在工程中的应用逐渐增多，本文通过结合笔者工程实践经验，对宽扁梁楼盖设计时应当注意的设计要点等相关问题展开探讨，同时结合实例加以分析宽扁梁在特殊情况下的应用优势，为同行提供借鉴。 【关键词】结构设计；宽扁梁；抗震性能；结构布置 1.宽扁梁设计要点分析 从设计实践经验表明，对于宽扁梁设计来说，其不仅仅需要满足框架梁的设计要求，同时其还需要满足宽扁梁自身特殊性的设计要求。 1.1宽扁梁布置以及截面尺寸选取 （1）对于一级抗震等级要求的框架结构来说，其不适宜采用宽扁梁楼盖设计。对于框架结构中采用宽扁梁楼盖设计时，布置宽扁梁应使其与框架柱中线重合，而且楼盖应采取双向布置宽扁梁。 （2）合理地选取宽扁梁的梁高是设计宽扁梁的关键步骤之一。结合设计实践经验以及相关规范要求，宽扁梁的梁高适宜选取计算跨度的1/22-l/16，对于跨度较大者则适宜采取较大值。同时要求梁高应大于2.5倍楼板厚度。对于宽扁梁的宽度选取则应小于3倍梁高。另外，规范对于宽扁梁的截面尺寸给出了相关的设计要求如下：bbTg，根据地震影响系数曲线分析，地震影响系数T随了增大而减小，所以对本建筑即使结构总质量增加了，但总的水平地展作用并没有增大，反而减小了。 3.结语 对于结构楼盖设计来说，楼盖有多方案可供考虑，但是合理的楼盖方案才是结构设计人员所向往的。从研究成果表明，宽扁梁楼盖对于楼层空间受到限制情况来说，其应用效果明显。同时宽扁梁楼盖由于其设计特点而有助于梁柱节点的延性提高，另外在宽扁梁楼盖设计时还应当注意其设计要点，以有效地确保其设计的合理性。 参考文献 [1]黄春娥.关于高层建筑宽扁梁设计的若干建议[J].广州建筑，2012，（06）：95-182. [2]王冬松，李峰.宽扁梁在工程中的应用[J].辽宁工学院学报，2012，（01）：30-31.

钢结构连接方式的选择

钢结构连接形式介绍与选择 在设计钢结构工程时，构件与构件之间需要进行有效的连接，以形成一个整体，对于构件之间连接的形式，则有很多的方式可以选择。如何在各种连接节点中选择合理的连接方式，这通常是一个容易模糊的设计盲点，因此在此作一些介绍，以强化钢结构设计概念。 一、连接形式 钢结构中连接节点可分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点三种形式，设计时应根据节点的位置及其所要求的强度和刚度，合理确定节点的形式、连接方式、细部构造及其计算方法。 连接形式 刚性节点半刚性节点铰接节点 设计中不考虑此 种节点 在工程实践中，如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度，刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。通常定义，连接对于转动约束达到理想刚接的90%以上的连接，可视为刚接；在外力作用下，柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想较接的假定，意味着梁与柱之间没有弯矩的传递，用较连在一起的梁和柱将互相独立的转动。

这里用柱脚来具体解释下刚接与铰接的区别。 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚性柱脚，相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚，刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩，从实际看，如果锚栓在翼缘外侧，就是刚接，如果在翼缘内侧，就是铰接。这两种柱脚的区别就是对侧移的控制，也就是有吊车荷载的单层工业厂房，因为吊车对侧移比较敏感，而且侧移过大会造成吊车卡轨的现象，且门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS 102:2002）中3.4.2条规定，刚架柱顶位移设计值的限值，无吊车且采用轻型钢墙板时是h/60，有吊车且吊车仅由地面操作时是h/180，所以把柱脚设计成刚性柱脚，抵抗其侧位移。 在设计中为简化计算，一般均按完全刚接或理想铰接来考虑，因此，半刚性节点在此不做赘述。 二、连接方式 连接根据使用材质不同可分为铆接、螺栓连接和焊接三种方式。

宽扁梁配筋构造要求

宽扁梁配筋构造要求 (发稿时间:2011-3-24 阅读次数:441) 框架梁的截面高度与跨度之比为1/16-1/22且不小于板厚的2.5倍时，称之为扁梁。梁的 宽度大于矩形柱的截面尺寸，大于圆形柱直径的80%称为宽扁梁。宽扁梁应双向布置，抗震 等级为一级的框架不宜采用宽扁梁。宽扁梁中的纵向受力钢筋应有一定比例在柱内贯通，并 在端柱的节点核心区内可靠的锚固，穿过中柱的纵向受力钢筋的直径，对于抗震设防等级为 一、二级时，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20;不能在柱截面内通过的纵向受力钢筋， 要在边框架梁中可靠的锚固;宽扁梁节点的内、外核心区均视为梁的支座。节点外核心区系 指两向宽扁梁相交面积扣除柱截面面积部分。在节点外核心区可配置附加水平箍筋及竖向拉 筋，拉筋勾住宽扁梁纵向钢筋并与之绑扎。 1、宽扁梁纵向钢筋宜单层放置，间距不宜大于100mm;箍筋的肢距不宜大于200mm。 2、宽扁梁端的截面内要有60%的上部纵向受力钢筋穿过柱截面，并在端柱的节点核心区内 可靠的锚固;未穿过柱截面的纵向钢筋应可靠的锚固在边框架梁内。

3、当纵向钢筋在端支座采用弯折锚固时，弯折端竖直段钢筋外砼保护层厚度不应小于 50mm。 关于扁平梁(宽扁梁) 普通矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0,3.5;当梁宽大于梁高时，梁就称为扁梁(或称宽扁梁、扁平梁、框架扁粱)。 框架扁粱的外形特点是扁梁的宽度通常超过柱子横截面宽度，这种梁一般是因建筑净空的要求，在结构上来说并不经济。采用相同断面积，扁平梁比正常梁惯性矩小，承载力低且挠度大，但可以节省空间，一般配筋量也稍多些，所以可以采用无粘结预应力扁平梁等技术。根据建筑平面尺寸及结构平面布置，扁梁有单向、双向正交或斜交楼盖结构，此外还有变截面宽度即横向加脓的预应力混凝土框架扁粱。 在高层结构中，随着层高的减少，为了获得更多的使用空间，可设计成扁梁，按下列公式预估尺寸: h=(1/18,1/25)l;b=(1,3)h; l为跨度，h为扁梁梁高，b为扁梁梁宽。 板带:板带实际上是板的一种表现形式，通常应用于无梁楼盖板中。柱上板带指布置在框架柱上的板带，结构形式类似梁，通常也被称为扁平梁。 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)对扁梁的规定: 6.3.2 采用梁宽大于柱宽的扁梁时，楼板应现浇，梁中线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置，且不宜用于一 级框架结构。扁梁的截面尺寸应符合下列要求，并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定: bb?2bc bb?bc+hb

钢结构柱脚设计要点

第八章基础设计 房屋建筑设计总体上分为上部结构设计和下部结构设计两大部分，轻型钢结构建筑也不例外，前面几章已介绍了其上部结构，本章对其下部结构——基础作一些讨论。 众所周知，在房屋建筑中，基础造价约占整个建筑物的30%左右，对于轻钢结构而言，最大优点就是重量轻，从而直接影响基础设计，与其它结构型式的基础相比，轻钢结构基础尺寸小，可以减少整个建筑物造价，另外对于地质条件较差地区，可优先考虑采用轻钢结构，这样容易满足地基承载力方面的要求。那么轻钢结构基础与砼结构基础有什么不同？轻钢结构基础是如何设计的？在轻钢结构基础设计时应注意哪些方面？本章针对这些问题进行探讨，而不涉及基础本身设计的有关内容。 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于

砼结构柱脚均为刚接，即同时存在轴向力N、水平剪力V和弯矩M，故基础尺寸较大，轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种（图8-1），其受力是不同的，对于铰接柱脚，只存在轴向力N和水平力V，对于刚接柱脚，除存在轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。 对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏；而轻钢结构则不同，基础除发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生，最经济有效的方法是增加基础埋深，即增加基础上覆土的厚度，但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础，还须预埋锚栓（也称地脚螺栓），用于上部结构和基础的连接，若锚栓离砼基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm；若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导致破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算，还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定，同时还应考虑软弱下卧层存在；基础高度由冲切验算确定；在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋，这里须注意伸缩缝双柱基础处理，双柱为基础提供了两个支点，在地基反力作用下，有可能出现负弯矩，即基础上部受拉的情况，此时除基础底部配置钢筋外，基础上部也应配筋，避免因上部受拉而出现开裂现象。轻钢结构基础除上述内容以外，还须进行柱底板设计和锚栓设计，至于这两部分设计归于上部结构还是下部结构，也存在一些争议，柱底板尺寸是根据柱与基础连接部位砼的局部承压来确定的，与基础砼参数有关，但其制作又与上部结构连在一起，按照常规柱底板设计归入上部结构；锚栓在上部结构和基础之间起桥梁作用，但基础施工时应将锚栓埋入，故属于基础部分。本章避开这个问题，就锚栓和底板设计分别进行讨论。 ⒌与上部结构连接 基础与上部结构是二次施工完成的，其间存在连接问题。对于砼结构的基础，通过预留插筋的方式连接上部结构（图8-2a）,而对于轻钢结构基础，则通过预埋锚栓的方式进行连接（图8-2b）。