钢结构节点域

钢结构框架节点域设计【摘要】在钢结构设计中，无论是钢框架还是门式钢架，节点设计都是其中的重要环节，“强节点，弱构件”更是抗震规范中所强调的。

工程实例中，发生地震后，钢结构框架的破坏有相当一部分出现在连接节点处。

虽然钢结构的震害相对于其它结构较少，但为避免地震发生时，连接节点先于框架梁破坏而导致结构变形、倒塌，设计人员应该对钢框架节点的计算及设计高度重视。

节点域的计算是节点设计的其中一个方面，如果节点域不满足要求，该节点将在梁端弯矩及剪力作用下，产生剪切变形继而先于构件屈曲破坏。

因此，节点域的设计在钢结构框架的设计中占有重要地位。

本文着重通过对节点域的概念、计算、调整、设计原则及注意事项的论述，说明了节点域的设计在钢结构框架设计中的重要性。

【关键词】钢结构框架；节点域；设计；在强震作用下,钢框架的梁柱刚接节点易发生破坏,尤其是在弹塑性阶段,节点域剪切变形明显增大,为满足强节点弱构件的设计原则,应对节点域进行处理。

一般情况下,采用在节点域腹板两面或单面贴钢板的方法补强节点域厚度,同时,节点域上下的加劲肋和侧向支承也必须设置。

焊缝的施工质量非常重要。

一、节点域的概念及计算1．节点域的概念。

节点域是指当梁与柱翼缘( 强轴) 刚性连接时，由柱翼缘与水平加劲板所包围的柱腹板范围。

当梁与柱铰接或梁与柱腹板(弱轴)刚性连接时，可不考虑节点域内容。

当梁与柱翼缘(强轴)刚性连接时，梁端弯矩通过梁翼缘对柱腹板产生剪应力，剪应力过大将导致柱腹板屈服，节点破坏; 当梁与柱铰接，弯矩无法传递至柱腹板或翼缘，也就不存在节点域超限问题; 当梁与柱腹板(弱轴)刚性连接时，只要按构造要求在柱子另一侧设置水平加劲板，剪应力将传递至加劲板及其焊缝上，不会对柱腹板产生破坏。

因此，只有当梁与柱翼缘(强轴)刚性连接时，才需考虑节点域是否超限。

2．节点域的计算。

节点域的计算分两种情况: 抗震和非抗震情况下的验算。

以工字形截面柱为例。

（1）非抗震时: 钢结构规范公式为 7．4．2－1，7．4．2－2: 一是需要满足抗剪强度要求；二是需要满足柱腹板厚度要求: ， tw—柱在节点域的腹板厚度;hb—与柱相连的梁翼缘板厚中心的距离; hc—柱翼缘板厚中心的距离。

钢结构梁柱节点连接设计摘要:钢结构建筑是工业不断发展的产物。

与传统施工技术相比，钢结构施工技术在应用性能和资源利用方面具有突出的价值。

在当前的建筑施工中，钢结构施工也被高度关注，这是建筑工程发展的一个标志。

随着我国基础设施项目的进展，越来越多的工程建筑开始使用装配式钢结构，在施工中备受关注，逐渐体现出钢结构的优势。

未来，钢结构或将成为中国建筑工程的主要形式。

因此，我们需要加大对梁柱连接的分析，实施合理的施工技术应用，为建筑行业的发展奠定基础。

关键词：钢结构；梁柱节点；连接设计引言钢结构作为一种现代化的建筑形式，在建筑行业得到广泛应用。

它的主要特点是采用工厂预制和现场组装的方式，具有施工效率高、质量可控、成本低等优势。

在钢结构中，梁柱节点连接是整个结构中最重要的组成部分之一，直接影响到结构的力学性能和整体稳定性。

传统的梁柱节点连接方法存在一些问题。

首先，传统的焊接连接或螺栓连接方式难以满足装配式建筑对高效施工的要求。

其次，传统连接方法的刚度和强度无法满足现代建筑结构对抗地震和风荷载的需求。

此外，传统连接方法在连接质量和施工工期方面也存在一定的局限性。

为了克服传统梁柱节点连接方法的局限性，许多研究者提出了不同的优化设计方法。

然而，现有的优化方法在提升节点连接处的力学性能方面效果有限，还需要进一步深入研究和改进。

基于此，文章针对钢结构梁柱节点连接设计展开研究，以供参考。

1、钢结构梁柱节点特征钢结构梁柱节点是钢结构中的重要组成部分，连接着钢梁和钢柱，在整个钢结构中起到了至关重要的作用。

一个优良的节点设计能够保证结构的强度、刚度和稳定性，而较差的节点连接方式则会导致结构失稳、破坏或者变形。

以下是钢结构梁柱节点的特征：1.高强度：钢结构梁柱节点通常要承受较大的载荷，并且要保证稳定性。

因此，在设计时需要考虑节点的强度，选择合适的钢材品种和规格。

2.刚度大：为了保证整个结构的刚度和稳定性，钢结构梁柱节点需要具备较大的刚度，尤其是在受剪力和扭矩作用下。

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:⑵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全校接X 点梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各50Omm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，应采纳全熔透坡口焊缝。

(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减弱梁来爱护梁柱节点。

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ZF* O2梁与柱的较接连接(b)典绿根板均用螺栓连接(1)梁与柱的被接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接:/II： U-柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板仅梁腹板连接仅梁翼缘连接相连(2)柱在弱轴与梁较接连接分为：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•般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，•般宜在框架梁上方 1.3m 左右。

考虑运输便利及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采纳三层一根，长度10〜12m 左右。

依据设计和施工的具体条件，柱的拼接可实行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状况下，柱的上下端应铳平顶紧，并与柱轴线垂直。

钢框架结构节点设计探讨摘要:钢框架梁柱连接节点起到传递弯距和剪力的作用, 其连接节点设计是钢结构设计的重要内容之一，它直接影响结构在荷载作用下的整体性能以及单个构件的受力分析。

本文针对钢框架梁柱连接节点的形式及其设计进行了探讨。

关键词: 钢框架；连接节点；设计钢框架梁柱是钢结构建筑中常用的结构体系,其中梁柱节点连接是保证钢结构安全的重要部位,节点设计是否恰当,不仅影响到结构承载力的可靠性和安全性,还会对结构构件的加工制作与工地安装的质量造成影响,并直接影响结构造价,因此节点设计是整个结构设计的关键环节。

钢框架梁柱连接节点通常采用刚性连接方式, 而刚性连接方式按其构造形式主要有全焊接连接节点、栓焊混合连接节点和全螺栓连接节点三种类型, 三种连接方式。

1 梁柱连接节点的形式及设计1.1 全焊接连接节点的形式及设计（1）全焊接连接节点的形式全焊接连接节点是工程中较为常见的梁柱连接节点形式, 即梁的上、下翼缘采用全熔透坡口对接焊缝, 腹板用角焊缝与柱连接, 且工字型柱在梁翼缘对应处应加水平加劲肋, 箱形柱内应设加劲肋隔板, 加劲肋应按与梁翼缘等强设计, 其连接焊缝亦应满足等强传力的要求。

梁柱刚性连接中, 梁端内力向柱传递时, 梁端弯矩主要由梁翼缘承担, 梁端剪力则主要由梁腹板承担, 见图1 (a)。

（2）全焊接连接节点的设计为避免增加结构刚度和接头部位应力集中, 根据“强节点、弱构件”的原则, 适当加强节点, 以不发生失稳为条件, 设计时可适当削弱梁, 使梁上出现“塑性铰”。

另外, 要尽量减小结构焊接接头部位的应力集中, 如腹板上有工艺孔应平滑过渡。

1.2 栓焊混合连接节点的形式及设计（1）栓焊混合连接节点的形式栓焊混合连接节点是目前多、高层钢框架结构工程中最为常见的梁柱连接节点形式, 即梁的上、下翼缘采用全熔透坡口对接焊缝, 而梁腹板采用普通螺栓或高强螺栓与柱连接的形式, 见图1 ( b)。

这样既可以保证节点属刚性连接, 同时结构可承受一定的动力荷载。

节点域计算书-37一.设计依据 (3)二.计算软件信息 (3)三.计算结果一览 (3)四.节点基本资料 (3)五.计算结果 (4)1 .强轴腹板厚度验算 (4)2 .强轴节点域屈服承载力验算（抗规825-3） (4)3 .强轴节点域抗剪强度验算（抗规825-8） (4)4 .强轴正则化宽厚比验算（钢标12.33-2） (5)5 .强轴节点域抗剪强度验算（钢标12.3.3-3） (5)6 .弱轴腹板厚度验算 (5)7 .弱轴节点域屈服承载力验算（抗规825-3） (6)8 .弱轴节点域抗剪强度验算（抗规825・8） (6)9 .弱轴正则化宽厚比验算（钢标1233-2） (6)10 .弱轴节点域抗剪强度验算（钢标1233-3） (6)一,设计依据本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：1 .《钢结构设计标准》(GB50017-20I7)2 .《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3 .《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)4 .《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)5 .《钢结构连接节点设计手册》(第三版)李星荣魏才昂秦斌主编6 .《钢结构设计方法》童根树著二.计算软件信息本工程计算软件为钢结构软件PKPM-STS2023VI.2.0版计算日期为2023年2月19日21时55分5秒计算书中未标注单位的数据，单位均为mm三,计算结果一览四,节点基本资料柱类形：箱形柱，中柱；柱编号：1；柱截面尺寸:箱250X250x10x10,材料：Q355；与柱相连的梁信息如下：强轴节点域基本参数（tr为补强后板厚）：hf j=292.00；h c=240.00；t w=10.00；t r=10.00；强轴节点域体积为：V=1.8h b1h c1t f.=1.8×292.OO×240.00×10.OO=1261440.00mm3弱轴节点域基本参数（tr为补强后板厚）：hμ1=292.00；h r=240.00；t..f=10.00；t r=10.00；U C VV /弱轴节点域体积为：V p=18h b h c t r=1.8×292.OO×240.OO×10.OO=1261440.00mm3五.计算结果1.强轴腹板厚度验算节点域腹板屋度校核：f Ib^C=292,00+240.00t r10.0（）、yuuu节点域腹板厚度满足要求。

HUALU 1X02-2010华陆工程科技有限责任公司G O N G S I B I A O Z H U N S H E J I H U A L U 1X 02-2010目录目录………………………………………………………100 （共01张）钢结构节点详图说明…………………………… 101～106 （共06张）变截面H型钢柱工厂拼接……………………… 201、202 （共2张）H型钢柱工地拼接………………………………… 203、204 （共05张）梁与柱强轴刚接节点…………………………… 301～309 （共12张）梁与柱强轴铰接………………………………… 401、402 （共11张）梁与柱弱轴刚接节点…………………………………… 601 （共01张）梁与柱弱轴铰接………………………………… 701、702 （共11张）H型钢梁工厂拼接………………………………………801 （共01张）H型钢梁工地拼接………………………………………802 （共01张）H型钢柱节点域补强…………………………………901～906 （共06张）柱间支撑……………………………………………1001～1009 （共11张）H型钢柱间支撑工地拼接…………………………………1010 （共01张）梁与梁铰接连接……………………………………1101～1112 （共86张）水平支撑的连接节点………………………………1201～1206 （共06张）钢结构焊接连接节点通用图批准部门：华陆工程科技有限责任公司技管理术部标准编号：HUALU 1X02-2010主编单位：华陆工程科技有限责任公司土建室发布日期：2010年12月20日实行日期：2010年12月20日主编单位负责人：主编单位技术负责人：技术审定人：设计负责人：目录100说明：1.本套钢结构节点详图适用于非抗震及抗震等级低于或等于二级的一般工业与民用钢结构节点连接。

2.设计依据：《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001《钢结构设计规范》GB 50017-2003《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001《热扎H型钢和剖分T型钢》GB/T 11263-2005《焊接H型钢》YB 3301-20053.材料：3.1钢材采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢。