高层建筑钢结构-第六章节点设计

考虑焊接热影响对高强螺栓预拉力损失的影响系数
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2021年4月1日星期四
高层建筑钢结构
②节点无水平加劲肋时的柱腹板的验算
be tw fc A fb fb
tw
A fb fb be fc
2tc021年04.4月1日A星fb期fb四
f高层建筑钢结构-第六章节点设计 c
tw
hc 30
f yc 235
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在梁的受压翼缘处，柱腹板的厚度tw应同时满足：
局部承压条件：
tw
Afb fb be fc
局部稳定条件：
tw
hc 30
f yc 235
在梁的受拉翼缘处，柱翼缘板的厚度tc按强度计算应满 足：
tc 0.4 Afbfb fc
式中：Afb为梁受压、受拉翼缘的截面面积；fc、 fb 为柱、梁钢
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节点域腹板剪切强度的验算：
Mb1 Mb2 Vp
4 3
fv
式中：fv为钢材抗剪强度设计值；Vp为节点域腹板体积， 当柱为工字形截面时：Vp＝hbhctw，箱形截面时： Vp＝1.8hbhctw。
为防止节点域局部失稳，节点域板厚应满足：
tw
hc hb 90
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Mu、 Mp按抗拉强度和屈服强度下限计算：
M
j u
W
j p
fu
M p Wp fy
式中：Wpj－连接的塑性抵抗矩 Wp－被连接构件的塑性抵抗矩
fu－连接的抗拉强度下限 fy－钢材的屈服强度
类似于对形心 轴的面积矩
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Wp的计算方法
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3)梁柱刚性节点的抗震设计
①节点承载力验算，应按下述两步进行：
弹性验算： 抗侧力构件的节点连接的承载力设计值应不小于 构件的承载力设计值；高强螺栓连接不得滑移
极限承载力验算：
Muj jMp
Vuj 1.2(2Mp /ln)VGb
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bf
tf
M (htf
)
ftw
梁腹板的角焊缝：
V 2lwhe
f
w f
M、V梁端弯矩和剪力设计值
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❖ 全截面受弯设计原则(方法二)
梁翼缘和腹板根据其刚度比分担弯矩：
M
f
M
If I f Iw
M
w
M
Iw I f Iw
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝：
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➢当梁翼缘用对接焊缝、腹板用高强螺栓连接时：
Muj Af(htf)fu (liNvbu )
Vuj minnN vb {u,nN cbu}
式中：
Nvub、Ncub－一个高强螺栓的
最大抗剪强度和对应的板件极 限承压强度：
简化计算时， 可忽略
Nvbu0.58nf Aebfub
Ncbud tfcbud t1.5fu
fub－高强螺栓最小抗拉强度； li－2螺02栓1年群4月形1日心星线期四两侧高层一建对筑钢螺结构栓-第的六章距节点离设。计
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②纯框架节点处的强柱弱梁条件
bf
Mf tf (htf
)
ftw
梁腹板的角焊缝(同时承受弯 曲正应力和剪应力)：
f
3Mw helw2
,
f
V 2lwhe
( f
/
f
)2
2 f
f
w f
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梁腹板与柱翼缘抗剪板采用 高强螺栓连接时，最外侧螺 栓承受的剪力：
Nv Mwyyi212Vn2 0.9Nvb
应有平面外隅撑防止节点附近的梁平面外失稳
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3) 节点分类
梁柱连接 柱的拼接 支撑节点连接 柱脚 梁的拼接 次梁与主梁的连接
抗侧力构件的节点
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6.2 梁－柱节点设计
1) 节点分类与构造特点
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Mu、Vu的计算方法
➢当工字形梁翼缘用对接焊缝、腹板用角焊缝连接时：
Muj Af (htf )fu142helw 2fu/ 3
简化计算时， 可忽略
Vuj 2helwfu/ 3
式中：
Af－梁一个翼缘的截面积；
he－角焊缝的有效厚度； lw－角焊缝的有效长度； fu－焊缝抗拉强度下限。
材强度设计值；be为集中力作用下柱腹板计算高度边缘处
的压应力假定分布长度，be＝tb＋5hy≈ tb＋5(tc+ hf)； fyc为
柱钢材屈服点。高层建筑钢结构-第六章节点设计
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③节点有水平加劲肋时柱腹板的验算
M M 4 b1
b2
fv
hht 3 高层建筑钢结构-第b六章c节w点设计
2) 设计方法
❖ 当非抗震设防时，应按结构处于弹性受力阶段设计: 节点连接的承载力应高于构件内力设计值
❖ 当抗震设防时，尚应按结构进入弹塑性阶段设计: 抗侧力构件的节点连接的承载力设计值应高于构件的 承载力设计值；高强螺栓连接不得滑移
节点连接的极限承载力应高于构件屈服承载力 下文重点
节点处构件塑性区的板件宽厚比应满足抗震规范要求
❖ 梁与柱的刚性连接
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❖ 梁端垂直于工字形柱腹板的刚性连接
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❖ 梁与柱的半刚性连接
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❖ 梁与柱的铰接连接Байду номын сангаас
矩形截面： Wp21 2hb 1 4h1 4b2 h
工字形截面： Wp14tw(h2tf )22bft(h/2tf /2) tw(h2tf )2/4bft(htf )
箱形截面： Wp21 4tw(h2tf)22bft(h/2tf /2)
tw(h2tf )2/2bft(htf )
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❖ 柱两侧梁高不等时的刚性节点
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2) 梁柱刚性节点的非抗震设计
①典型刚性连接的承载力验算
❖ 梁翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力原则(方法一)
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝：