钢结构连接节点设计及构造培训(一)节点设计及构建基础知识

,北京士兴钢结构有限公司设计部汪小鹏,钢结构连接节点设计及构造培训(一)节点设计及构造基础知识,一、钢结构连接节点概述；二、焊缝的计算及构造要求；三、螺栓的计算及构造要求；,一、钢结构连接节点概述：,1、节点设计及连接构造确定的基本原则：1）节点处的内力传递简捷明确，安全可靠；2）确保连接节点有足够的强度和刚度；3）当有抗震设防时，满足“强节点，弱构件”的要求；4）节点加工简单、施工安装方便；5）经济合理。2、节点的分类：1）刚性连接节点；2）半刚性连接节点；3）铰接连接节点；3、连接方法：1）栓接：高强螺栓，普通螺栓；2）焊接；3）铆接；4）混合连接形式：栓焊混合连接,二、焊缝的计算及构造要求；,1、焊缝的计算：1）焊缝的强度设计值：钢规P18表3.4.1-3（高空焊缝强度折减0.9;无垫板的单面施焊的对接焊缝折减0.85）,2）角焊缝的计算：,、通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用：正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）、在各种力综合作用下：,3）对接焊缝的计算：计算原则：一级，二级焊缝不需计算，仅计算三级（1）全熔透对接焊缝的计算；、轴心受力的对接焊缝,、受弯受剪的对接焊缝,（2）部分焊透对接焊缝的计算;计算原则：按角焊缝进行计算；计算公式参角焊缝计算公式,2、焊缝的构造;1）焊缝材料的要求：不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料；2）对接焊缝的构造要求：、不同宽度或厚度的钢板拼接（钢规8.2.4）,、焊接H型钢钢板拼接焊缝的要求（验收规范8.2.1）焊接H型钢的翼缘板和腹板的拼接接缝的间距不应小于200mm。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。H型钢工厂拼接示意,、全熔透焊缝的无损探伤问题（焊接规程7.3.3）三级焊缝：外观检查二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20长度；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。焊缝的外观质量检验参见焊接规程7.2.3、部分熔透焊缝（钢规8.2.5）,3）、角焊缝的构造要求：、角焊缝的角度（钢规8.2.6）,、角焊缝的尺寸（钢规8.2.7）A、最小焊脚尺寸：B、最大焊脚尺寸（防止母材“过烧”，使构件产生翘曲和较大的焊接应力）,C、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm；D、侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf。当大于上述数值时，其超出部分在计算中不予考虑。E、在次要构件或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝焊段的长度不得小于10hf或50mm，其净距不应大于15t(对受压构件)或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度；F、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，并不得小于25mm。,三、螺栓的计算及构造要求；,1、螺栓的强度设计值(钢规P18表3.4.1-3),2、普通螺栓的计算：1）单个螺栓的承载力：,2）同时承受剪力与杆轴方向拉力的螺栓计算：3）螺栓群的计算,3、高强螺栓计算：承压型螺栓计算方法与普通螺栓相同，主要讨论摩擦型；高强螺栓与普通螺栓受力形式的区别，承压型连接受力与摩擦型连接受力形式的区别；1）预拉力P的意义：高强度螺栓预拉力设计值由材料强度和螺栓有效截面积确定取值时考虑：螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9；施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%10%，引入折减系数0.9；在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉承载力，故对材料抗拉强度除以系数1.2；钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。,2）摩擦面抗滑移系数：高强螺栓摩擦型连接完全依靠被连接构件间的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力作为承载能力的极限状态。所以摩擦面的抗滑移系数对摩擦型连接承载力影响非常大；而对于承压型连接的板件接触面只要求清除油污及浮锈即可；摩擦面系数的实际取值的问题,3）高强螺栓的计算：,4、螺栓的构造：1）强度折减：（钢规7.2.4）2）连接数量：（钢规8.3.1）每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性的螺栓数不宜少于2个；3）孔径要求：（钢规8.3.2）摩擦型连接：孔径比螺栓公称直径大1.52.0mm；承压型连接：孔径比螺栓公称