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经典课件：钢结构常用节点构造

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钢结构节点构造

钢结构节点构造

钢结构节点构造钢结构作为现代建筑中广泛应用的结构形式，其节点构造的合理性和可靠性直接关系到整个结构的安全性和稳定性。

节点是钢结构中各构件相互连接的部位，它们承受着复杂的内力传递和分配，因此对节点构造的深入理解和正确设计至关重要。

钢结构节点的类型繁多，常见的有梁柱节点、柱脚节点、支撑节点等。

每种节点都有其独特的构造特点和受力性能。

梁柱节点是钢结构中最为关键的节点之一。

在框架结构中，梁柱节点要能够有效地传递弯矩、剪力和轴力。

常见的梁柱节点连接方式有焊接连接、高强度螺栓连接和栓焊混合连接。

焊接连接具有较高的强度和刚度，能够提供良好的连续性。

但焊接过程中的高温可能会导致钢材的性能变化，并且对焊接质量的要求很高。

焊接时需要严格控制焊接工艺参数，确保焊缝的质量。

同时，焊接后的残余应力和变形也需要进行处理。

高强度螺栓连接施工方便，可拆卸，便于后期的维护和改造。

在安装高强度螺栓时，要保证螺栓的预紧力符合设计要求，以确保节点的连接性能。

栓焊混合连接则结合了焊接和螺栓连接的优点，在一些大型钢结构工程中得到应用。

柱脚节点是将柱子与基础连接起来的部位。

根据柱脚的受力情况，柱脚节点可以分为铰接柱脚和刚接柱脚。

铰接柱脚主要承受竖向荷载和较小的水平荷载，柱子在节点处可以自由转动。

刚接柱脚则能够承受较大的弯矩和水平荷载，柱子与基础之间的相对转角较小。

柱脚节点的构造包括底板、锚栓、加劲肋等部件。

底板的尺寸和厚度要根据柱子的荷载和基础的承载能力进行设计。

锚栓用于将柱脚固定在基础上，其数量和直径要经过计算确定。

加劲肋可以提高柱脚的刚度和稳定性。

支撑节点在钢结构中起到增强结构整体稳定性的作用。

常见的支撑有水平支撑和竖向支撑。

支撑节点的连接方式通常采用销轴连接或焊接。

在设计钢结构节点时，需要考虑多种因素。

首先是受力性能，要确保节点能够有效地传递各种内力，避免出现应力集中和局部破坏。

其次是施工便利性，节点的构造应该便于现场安装和焊接，减少施工难度和工期。

《钢结构节点设计》PPT课件

《钢结构节点设计》PPT课件

必须要改用一个能承受 由于梁截面只需用
的梁截面，但此时
900kN m
的弯矩值来设计，
梁的承载力有富裕不能充分利用，7其50应k力N强 m度比 R1
只用到了
。
750 900 0.83
2021/2/7
19
3）如果在梁端仍不采用加强的作法，而是在梁
端采用栓焊连接的另一种常规作法（即梁腹板与
柱之间采用只传递剪力的螺栓连接，梁翼缘与柱
接螺栓、节点板件取 0.85 ；支撑取 0.8 等）
2021/2/7
10
二是，当遭遇超过多遇地震（小震）
作用至基本烈度（中震）设防，或遭遇
罕遇地震作用（大震）时，规范还要求
用M u公式1.2M p21/2/7 8.1.8 ）进行连接的极限承载 11
2021/2/7
12
震性能，减轻城乡地震灾害，是我们每个结构设计
人2021/员2/7 义不容辞的使命。
4
多高层房屋钢结构节点连接设计常见问
题
主要内容包括
一 梁柱刚性连接节点设计中的常见问题 二 框架梁栓焊拼接的常见问题 三 框架梁全栓拼接的常见问题 四 次梁与主梁简支栓接的常见问题 五 中心支撑拼(连)接设计中的常见问题
2021/2/7
24
即当应力强度比 R1
0.75M为(Wf0).83～0f.73 时
2021/2/7
25
3）当梁的应力强度比小0于.83 0.85 0.7
时，在梁端还可以采用栓焊连接的作法
（即梁腹板与柱之间采用只传递剪力的
螺栓连接，梁翼缘与柱之间采用只传递
弯矩的全熔透坡口对接焊）同样也能使
栓焊连接的承载力大于组合内力设计值
。
20

钢结构常用节点构造

钢结构常用节点构造

➢天沟（ Cullis ）
➢梁与柱的连接
梁柱连接按转动刚度的不同可分为铰接、刚接、半刚接三类。 连接的转动刚度和连接的构造方式有直接关系。
① ② 属于半刚性连接。 ②的连接端板足够厚时，可以作为刚性连接。 ③仅将梁腹板用单角钢连于柱的，转动刚度很小，属于铰接。
✓钢梁与混凝土铰接连接：
➢梁柱刚性连接可以做成完全焊接的，栓接的及栓焊混合连接。
粗制 较低，栓径与 较低 低 1）抗拉连接；
(C级) 孔径之差为1～ 1.5mm, Ⅱ类孔
2）静力荷载下抗剪连接； 3）加防松措施后受风振作用抗剪；
4）可拆卸连接；
5）安装螺栓；
6）与抗剪支托配合抗拉剪联合作 用
➢A级、B级螺栓材料性能为8.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为800N/mm2 屈强比为0.8
① 叠接：次梁直接放在主梁上，用螺栓或焊缝固定其相互位置， 不需计算。为避免主梁腹板局部压力过大，在主梁相应位置应设支承加劲 肋。叠接构造简单、安装方便。
② 侧面连接：几种典型的主次梁简支连接、其中前三个图的次梁 都是只连腹扳，不连冀缘。不同的是有的用连接角钢，有的用连接板或利 用主梁加劲肋。(b)图的连接板较宽，使次梁不必切除部分冀缘。(d)图在次 梁下面设有承托角钢，可便于安装。承托虽然能够传递次梁的全部支座压 力，但为了提供扭约束，次梁腹板上部还需要有连接角钢，可只在一侧设 置。(c)图需将次梁上下翼缘的一侧局部切除。考虑到连接处有一定的约束 作用，并非理想铰接，可将次梁反力R 加大20％～30％进行连接计算。
✓圆钢支撑的接长 依据《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18-2003 中4.4节
➢柱间支撑（ Bracing between Columns）
柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载（如有吊车， 还应计人吊车纵向制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁 架计算；对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列 设有多 道柱问支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑。

钢结构基本原理.

钢结构基本原理.
(Mpa)
7.84~9.80
极限破坏强 度 （Mpa）
＞58.82
抗压弹性模
量E（Mpa）
由形状系数 β按表3-8 查得
抗剪弹性模
量G
（Mpa）
0.98~1.47
摩擦系数 µ
与（钢）0.2 （与混凝土） 0.3
E-β关系
表3-8
β
4 5 6 7 8 9 10 11 12
E（Mpa） 196 265 333 412 490 579 657 745 843
（b）受拉空心球
空心球的壁厚应根据杆件内 力由公式计算确定。空心球 外径与壁厚的比值可在
D／t=24~25 范围内选用
空心球壁厚与钢管最大壁厚 的比值宜在1.2~2.0之间。
钢管杆件与空心球连接处，
管端应开坡口，并在钢管内
加衬管（图3.33），在管端
与 空心球之间焊缝可按对
接焊缝计算，否则只能按斜
空心球外径D
a ——球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10㎜（图
3.32）
θ——汇交于球节点任意两钢管杆件间的夹 d1，d 2 ——组成θ角的钢管外径
图3.32 空心球节点空隙
空心球径等于或大于300㎜，且杆件内力较大，需 要提高承载力时，球内可加环肋
当空心球直径为120~500㎜时，其受压、受拉承载 力设计值可分别按下列公式计算 （a）受压空心球
接管杆直径、锥头构造的应力集中等因素有关
图3.42 锥头构造
3.6.3 焊接钢板节点
焊接钢板节点可由十字节点板盒盖板组成十字节 点板宜由两块带企口的钢板对插而成（图 3.43a）,也可由三块板正交焊成（图3.43b）
图3.43 焊接钢板节点
焊接钢板节点可用 于两向网架和由四 角锥体组成的网架。 常用焊接形式如图 3.44、图3.45所示。

《钢结构节点分析》课件

《钢结构节点分析》课件

节点设计的施工便利性
节点设计应便于施工，减少现场焊 接工作量
节点设计应考虑构件的连接方式， 便于现场连接
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
节点设计应考虑构件的运输和吊装， 便于现场安装
节点设计应考虑构件的防腐处理， 便于现场维护
钢结构节点构造 要求
节点连接方式
焊接：通过高温熔化金属，使金属连接 在一起
添加标题
添加标题
添加标题添加标题传递荷：将荷载从一处传递到另 一处，保证结构的稳定性
保护构件：保护钢构件不受腐蚀、 磨损等环境因素的影响
钢结构节点分析 方法
解析法
解析法是一种通过数学公式和计算来求解钢结构节点问题的方法。
解析法适用于简单、规则的钢结构节点，如梁柱节点、柱脚节点等。
解析法需要掌握一定的数学知识和计算技巧，如微积分、线性代数等。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
案例二：某桥梁钢结构节点优化设 计
案例四：某工业厂房钢结构节点优 化设计
钢结构节点分析 展望
新技术的应用
3D打印技术：提高钢结构节点的精度和效率 智能传感器技术：实时监测钢结构节点的应力和变形 复合材料技术：提高钢结构节点的强度和耐久性 云计算和大数据技术：优化钢结构节点的设计和分析
螺栓连接：通过螺栓将两个构件连接在 一起
铆接：通过铆钉将两个构件连接在一起
胶接：通过胶水将两个构件连接在一起
混合连接：结合多种连接方式，提高节 点的稳定性和可靠性
节点构造细节
节点类型：分为刚性节点和柔性节点 节点材料：钢材、混凝土、木材等 节点连接方式：焊接、螺栓连接、铆接等 节点设计原则：安全、经济、美观、实用

第七章-钢结构的连接和节点构造

第七章-钢结构的连接和节点构造
1、角焊缝截面
直角角焊缝 （a）普通焊缝 （b）平坡焊缝 （c）深熔焊缝
斜角角焊缝 （e）锐角角焊缝 （f、g）钝角角焊缝
2、应力状态
正面角焊缝：力作用 方向焊缝长度方向
侧面角焊缝：力作用 方向焊缝长度方向
图2－24侧面角焊缝应力分布
正面角焊缝比侧面角焊缝强度高，但塑性差。
3、角焊缝的尺寸限制
(1)、承受动力荷载结构中正面角焊缝采用 平坡焊缝或深熔焊缝，侧焊缝可采用普通 焊缝。
（三）焊缝质量检验 三级焊缝：外观检验
二级焊缝：外观检验＋20％长度超声波检验 一级焊缝：外观检验＋全部超声波检验，
必要时：＋射线探伤
高空施焊质量不可靠，强度×0.9
四 焊缝连接型式及焊缝型式
连接型式
按被连构件间相对位置分： 平接、搭接、T形连接和角接
焊缝型式 焊缝沿长度方向分布
按施焊位置分
五 焊缝代号
f
w f
(7 7)
2。fx或fy＝0且fz＝0，正面角焊缝
f N (he
lw
)
1.22
f
w f
(7 8)
3。fx＝0或fy＝0，//、焊缝长度力共同作用
f
1.22
2
2 f
f
w f
(7 9)
用f代替1.22, 则(7-8)式和(7-9)式为
f N (he
lw)
f
f
w f
(7 10)
N2 e1N (e1 e2 ) N3 2 K2N N3 2
(7 15a) (7 15b)
对于L形的角焊缝，同理求得N3后，可得
N1 N N3
(7 16)
求得N1、N2后，再按(7-7)式计算侧面角焊缝

[PPT]钢结构设计原理之钢结构的连接和节点构造

[PPT]钢结构设计原理之钢结构的连接和节点构造

3.焊缝质量等级及选用
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中， 对焊缝质量等级的选用有如下规定： (1) 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力 方向的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应 为二级。 (2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与 母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时 宜为二级。
弯时与母材相等，不必计算焊缝的强度。
三级焊缝一般只能达到母材强度的85%，应进
行验算。
若为高空施焊，焊缝强度设计值应乘折减系数
0.9。
四、焊缝连接型式及焊缝型式
1.焊接连接形式
对接
搭接
角 部 连 接
T型连接
2.焊缝形式
（1）对接焊缝
正对接焊缝
（2）角焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
对接焊缝
角焊缝
（３）重级工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ的中级
工作制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁
架上弦杆与节点板之间的Ｔ形接头焊透的对接与
角接组合焊缝，不应低于二级。
（４）角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力 荷载且需要验算疲劳和起重量Ｑ＞５０ｔ的中级工 作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。
注：
一、二级焊缝用于等强连接，其焊缝的拉、压、
3.轴力、弯矩和剪力共同作用下的对接焊缝计算
（1）焊缝为矩形截面：
V
lw
lw
N
M
N
t t
σM
τ
σN
强度计算公式为：

M
M 6M 2 Ww lw t

N
N lw t
max N M f t w
max
VS w 3 V fVw I w t 2 lw t

钢结构节点构造

钢结构节点构造
7-2-1、板型图
7-2-2、连接节点图
7-3、HV-475SF-475板
7-3-1、板型图
7-3-2、连接节点图
7-4、HV-197TD-788板
7-4-1、板型图
7-4-2、连接节点
说明：
■防水空腔可以阻止因毛细现象而造成的渗水。
■该板型可用于屋面板和墙面板，采用自攻螺钉和屋面檩条或墙梁连接。
■用作屋面板时，螺钉穿过波峰与屋面檩条固定；用作墙面板时，螺钉在靠近波峰的波谷平直段与墙梁固定。
14-4-2、墙面平于屋面
说明：
■W1、W2尺寸根据屋面外层压型钢板不同而变化。
14-5、屋脊处
说明：
■W1、W2尺寸根据屋面压型钢板不同而变化。
14-6、墙面开洞
说明：
■W1、W2、W3、W4、W5尺寸根据墙面压型钢板和墙梁的不同而变化。
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8-3、CV-475-475板
说明：
■该采光板板型配合HV-475SF-475板使用。
8-4、CV-197-788板
说明：
■该采光板板型配合HV-197TD-788板使用。
8-5、CV-205-820板
说明：
■该采光板板型配合HV-205TD-820板使用。
8-6、CV-225-900板
说明：
■该采光板板型配合HV-225TD-900板使用。
6、檩条、墙梁
6-1、C型冷弯薄壁型钢
6-1-1、型钢截面特性
6-1-2、安装节点图
6-2、Z型冷弯薄壁型钢
6-2-1、型钢截面特性
7、屋面、墙面压型钢板
7-1、HV-203KL-406板

钢结构的连接和节点构造114页PPT

钢结构的连接和节点构造114页PPT
钢结构的连接和节点构造
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——源自原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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.
焊缝代号、螺栓及其栓孔图例
焊缝代号由引出线、图形符号、辅助符号三部分组成
.
➢ 螺栓及其栓孔图---------STANDARD STRUCTURAL SYSTEMS
1.门式刚架节点
2.框架节点
3.桁架节点
4.排架节点
5.网架节点
6.其他节点
.
门式刚架斜梁与柱的连接宜采用高强度螺栓连接，可采用端板 竖放，端板平放和端板斜放三种形式，如图18.7.1。
刚架柱和斜梁翼缘板与 端板的连接应采用全熔 透对接焊接， 焊缝质量等级为二级。
端板主要承受弯矩和轴向力。 当有吊 车时，应采用高强度螺栓摩擦型连接。 当端板 连接承受剪力小于按抗滑移系数0.3 计算的承 载力时，若采用高强度螺栓承压型的端板表面 可不做专门处理。
.
刚架柱柱脚宜采用平板式铰接柱脚， 当有吊车时，应采用刚接柱脚。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002 中关于端 板厚度的计算公式， 系按平面端板塑性分析和将屈服线控制在 端板边缘的方法，简化了计算和限制变形，因此， 端板连接螺 栓必须采用高强度螺栓，以确保假定计算模型的成立。
.
端板竖放宜采用外伸式中间有加劲肋，除了构造上螺栓容易排 列外，主要是外伸式节点受力合理，承载力明显高于平齐式节 点，如图18.7.3。
① 叠接：次梁直接放在主梁上，用螺栓或焊缝固定其相互位置， 不需计算。为避免主梁腹板局部压力过大，在主梁相应位置应设支承加劲 肋。叠接构造简单、安装方便。
类别
加工精度
抗剪 成本 性能
使用范围
精制 高，栓径与孔 高 (A、B) 径之差为0.5～
级 0.8mm，I类孔
粗制 较低，栓径与 较低 (C级) 孔径之差为1～
1.5mm, Ⅱ类孔
高 1）构件精度很高的结构，机械结 构；
2）连接点仅用一个螺栓或有模具 套钻的多个螺栓连接的可调节杆件 （柔性杆）
低 1）抗拉连接； 2）静力荷载下抗剪连接； 3）加防松措施后受风振作用抗剪； 4）可拆卸连接； 5）安装螺栓； 6）与抗剪支托配合抗拉剪联合作 用.
钢结构常用节点构 造
-------探索与应用
.
钢结构深化设计原 则：
第一节 绪论
有蓝图可依，有国家标准规范规程可依
钢结构构件连接原则:
钢传结力构明构确件、连安接全方可靠、构造简单、易于施工 法：
焊接连接、紧固件连接(螺栓、铆钉等)
.
各种连接方法对比
.
焊缝连接(welded connection) 优点： 构造简单，任何形式的构件都可直接相连； 用料经济，不削弱截面； 制作加工方便，可实现自动化操作； 连接的密闭性好，结构刚度大 缺点： 在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生 改变，导致局部材质变脆； 焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低； 对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展 到整体，低温冷脆问题较为突出
.
➢梁与柱的连接
梁柱连接按转动刚度的不同可分为铰接、刚接、半刚接三类。 连接的转动刚度和连接的构造方式有直接关系。
① ② 属于半刚性连接。 ②的连接端板足够厚时，可以作为刚性连接。 ③仅将梁腹板用单角钢连于柱的，转动刚度很小，属于铰接。
.
✓钢梁与混凝土铰接连接：
.
➢梁柱刚性连接可以做成完全焊接的，栓接的及栓焊混合连接。 完全焊接时，梁冀缘用剖口焊缝连于柱冀缘。为保 证焊透，施焊时梁翼缘下面需设小衬板，衬板反面与柱翼缘相
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铆钉连接（riveted connections） 构造复杂，费钢费工，现已很少采用；铆钉连接
的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，在 一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然 采用
螺栓连接（bolted connections） 普通螺栓连接 高强螺栓连接
.
普通螺栓连接
➢ 分为A、B、C三个等级
柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。锚 栓直径的确定除按计算求得外，还应考虑构造要求，以及工程 上实际可能承受部分剪力等不利因素，直径不宜大小。锚栓应 采用双螺母，锚栓应有足够锚固长度或在端部设置锚板。
柱脚底板的厚度按 计算求得，一般底 板不小于16mm，且 不小于柱翼缘厚度 的1.5 倍。
➢A级、B级螺栓材料性能为8.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为800N/mm2 屈强比为0.8
➢C级螺栓材料性能为4.6级或4.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为400N/mm2 屈强比为0.6或0.8
.
高强螺栓连接
➢摩擦型连接：只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接 触面摩擦力作为设计准则
.
➢有加劲肋柱节点域计算
以柱翼缘和横向加劲肋为边界的节点腹板域所受水平剪力为:
.
.
➢阶形柱（Separate Columns）
阶形柱变截面处是上、下段柱连接和支承吊车梁的重要部位，必须 具有足够的强度和刚度。 阶形柱的吊车梁支承平台，也称为肩梁，是由上盖板、下盖板、腹 板以及垫板组成的。肩梁有单壁式和双壁式两种。
螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm，变形小，承载力低，耐疲 劳、抗动力荷载性能好
➢承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限 承载力作为设计准则 承压型高强螺栓连接承载力高，但抗剪变形大，所以一般 仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接
材料：40Cr、35VB、20MnTiB钢等
性能等级:8.8级和10.9级
接处宜用角焊缝补焊。为施焊方便梁腹板还要切去两角。 全焊连接构造简单，但安装精度及焊缝质量要求很高。 同时这种构造使柱冀缘在其厚度方向受拉，容易造成层间撕裂。
.
.
✓四块板焊成的箱形截面柱和梁的连接可以采用全焊连接。 柱内宜在梁上下翼缘平面设置横隔板，构件制作时，横隔板可 以和柱的三块壁板先焊起来，和第四块壁板的连接只能从外面 用熔化咀电渣焊来解决。如下图：
在阶形柱变截面处构造肩 梁的主要目的有二：其一， 是将上、下段柱连成整体， 实现上、下段柱的内力传 递，保证不产生相对转角 和位移；其二，是解决吊 车梁、制动梁和柱的连接。
.
➢梁与梁的连接
主次梁相互连接的构造与次梁的计算简图有关。 次梁可以简支于主梁，也可以在和主梁连接处做成连续的。 就主次梁相对位置的不同，连接构造可以区分为叠接和侧面连接。