钢结构常用节点构造

✓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。
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。
《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。
✓主次梁螺栓铰接：
➢梁的拼接
梁的拼接依施工条件的不同分为工厂拼接和工地拼接。
图7-94(b)所示为将粱的上下冀缘板和腹板的拼接位置适当错开的 方式可以避免焊缝集中在同一截面。这种梁段有悬出的冀缘板， 运输过程中必须注意防止碰撞损坏。
(1)工厂拼接 工厂拼接为受到钢材规格或现有钢材尺寸限制而做的拼接。 翼缘和腹板的工厂拼接位置最好错开，并应与加劲助和连接次梁的位置 错开，以避免焊缝集中。在工厂制造时，常先将梁的翼缘板和腹板分别 接长，然后再拼装成整体，可以减少梁的焊接应力。翼缘和腹板的拼接 焊缝一般都采用正面对接焊缝，在施焊时用引弧板。
➢组合楼板
主要包含： 1.屋面支撑 2.系杆 3.柱间支撑 4.屋檩、墙架 5.隅撑 6.拉条
------- SECONDARY STRUCTURAL SYSTEMS
7.其他
➢屋面支撑（ Roof Bracing ）
横向水平支撑的内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的 水平桁架计算：对于交叉支撑可不计压杆的受力。
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
➢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
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
有蓝图可依，有国家标准规范规程可依 传力明确、安全可靠、构造简单、易于施工 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：
国外桁架节点
✓桁架节点板厚度选用表：
➢下弦跨中拼接节点
角钢长度不足时，以及桁架分单元运输时弦杆经常要拼接。 前者常为工厂拼接，拼接点可在节间也可在节点；后者为工地拼接， 拼接点通常在节点。图7-125 是下弦中央工地拼接节点。弦杆内力比较 大，单靠节点板传力是不适宜的，并且节点在平面外的刚度将很弱， 所以弦杆经常用拼接角钢来拼接。
➢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。
主要包含： 1.压型钢板、夹芯板 2.采光带、阳光板 3.泛水包边 4.其他
------- MAINTENCE STRUCTURAL SYSTEMS
➢压型钢板（Steel Panel）
✓公司板型图
➢阳光板（Sunlight Panel）
✓阳光板搭接节点
➢上屋面梯
➢雨蓬（ canopy）
➢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。
刚接柱脚：
平板式铰接柱脚：
➢桁架节点
钢桁架中的各杆件在节点处通常是焊在一起的。 但重型桁架如栓焊桥，则在节点处用高强螺栓连接。 连接可以使用节点板，也将腹杆直接焊于弦杆上。 节点设计的具体任务是确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的 计算。使用节点板时，尚需决定节点板的形状和尺寸。 节点的构造应传力路线明确、简捷，制作安装方便。 节点板应该只在弦杆与腹杆之间传力，以免任务过重和厚度过大。 弦杆如果在节点处断开，应设置拼接材料在两段弦杆间直接传力。
材料：40Cr、35VB、20MnTiB钢等
性能等级:8.8级和10.9级
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
➢ 螺栓及其栓孔图例
主要结构形式： 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
----------STANDARD STRUCTURAL SYSTEMS
双片式柱间 支撑
➢隅撑
隅撑是防止钢柱内翼缘、钢梁的下翼缘失稳的构件，及减小柱梁的 计算长度，对钢梁的稳定有着举足轻重的作用。
隅撑与刚架构件腹板的夹角不宜小于45。
➢拉条(SAG ROD)
隅撑的设置和檩条（或墙梁）间拉条的设置是保证整体稳定的 重要措施，有的工程设计把它们取消，可能造成工程隐患。 如果因特殊原因不设隅撑时，应采取有效的可靠措施保证梁柱 翼缘不出现屈曲。
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
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
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）
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。
在拼接处同时有弯矩和剪力的作用。设计时必须使拼接板和高强度螺柱 都具有足够的强度，满足承载力要求，并保证梁的整体性。
梁翼缘板的拼接，通常应按照等强度原则进行设计，即应使拼接板的净 截面面积不小于翼缘板的净截面面积。高强度螺栓的数量应按翼缘板净 截面面积An所能承受的轴向力N=Anf 计算，f 为钢材的强度设计值。
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。
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。
拼接角钢采取与弦杆相同的规格，并切去部分竖肢及切去直角边棱。切 肢△=t+hf+5mm 以便施焊，其中t 为拼接角钢肢厚，hf 为角焊缝焊脚尺 寸，5mm 为余量以避开肢尖圆角； 切棱是使之与弦杆贴紧（图7-125b）。 切肢切棱引起的截面削弱（一般不超过原面积的15％）不太大，在需要 时可由节点板传一部分力来补偿。 也有将拼接角钢选成与弦杆同宽但肢厚稍大一点的。 当为工地拼接时，为便于现场拼装，拼接节点要设置安装螺栓。 拼接角钢与节点板应各焊于不同的运输单元，以避免拼装中双插的困难 也有的将拼接角钢单个运输，拼装时用安装焊缝焊于两侧。
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。
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
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
(2)工地拼接 工地拼接是受到运输或安装条件限制而做的拼接。 此时需将梁在工厂分成几段制作，然后再运往工地。对于仅受到运输条 件限制的梁段，可以在工地地面上拼装，焊接成整体，然后吊装；而对 于受到吊装能力限制而分成的梁段，则必须分段吊装，在高空进行拼接 和焊接。工地拼接一般应使冀缘和腹板在同一截面或接近于同一截面处 断开，以便于分段运输。
腹板的拼接常首先进行螺栓布置，然后验算。布置螺栓时应注意满足螺 栓排列的容许距离要求。计算时，梁拼接截面处的剪力V 视为全部由腹 板承担，并假定作用在螺栓群的形心处，由各螺栓平均分担。
➢柱脚节点
柱脚的功能是将柱子的内力可靠地传递给基础，并和基础有 Βιβλιοθήκη Baidu固的连接。柱脚构造应该尽可能符合结构的计算简图。在整 个柱中柱脚是比较费钢材也比较费工的部分。
柱脚的具体构造取决于柱的截面形式及柱与基础的连接方式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 刚接柱脚与基础的连接方式有支承式、埋人式、外包式三种。 铰接柱脚均为支承式。
✓铰接柱脚不受弯矩,刚接柱脚因同时承受压力和弯矩，构造上 要保证传力明确，柱脚与基础之间的连接要兼顾强度和刚度， 并要便于制造和安装。 无论铰接还是刚接，柱脚都要传递剪力。对于一般单层厂房来 说，剪力通常不大，底板与基础之间的摩擦就足以胜任。
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。
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。
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 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：