内蒙古某电厂汽机运转层平台钢结构节点设计原则

图号F376S--T03225-14F172S--T03225-14汽机运转层平台钢结构节点设计原则批准审核校核编写倪桂红第PAGE１３页所有节点设计均应符合《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）及钢结构连接（焊缝、螺栓及高强螺栓）有关规范规程的要求，按弹性和极限承载力两个阶段分别进行设计，并应符合有关钢结构设计构造的要求。所有高强度螺栓均按摩擦型连接进行设计。1柱脚：柱脚详图见本卷册图-12。2梁与梁的拼接连接：本条所述内容用于柱外带悬臂梁段与中间梁段的拼接连接。2.1拼接位置：按制造厂加工图确定。2.2拼接方式：梁翼缘和腹板全部采用摩擦型高强度螺栓连接。2.3拼接节点的设计原则：按弹性阶段设计，并应进行极限承载力验算。(1)弹性阶段：应按地震的组合内力(弯矩、剪力、轴力)进行节点设计，但因杆件种类多，内力变化大，节点详图设计极其困难，为简化详图设计，简单地认为在地震时梁翼缘边缘纤维达到了钢材的设计强度。Mt=fy.·Wt；Mw＝Mt·Iw/I；Mf＝Mt；V＝Aw·fvMt——为梁翼缘边缘纤维达到设计强度时所能承担的弯矩值Wt——为梁的弹性抵抗矩Mw——为梁腹板分担的弯矩值Iw——腹板截面惯性矩Mf——为梁翼缘承担的弯矩值If——翼缘截面惯性矩I——全截面惯性矩Aw——腹板截面面积梁与梁的拼接采用高强螺栓连接，翼缘连接板和腹板连接板的截面面积大于等于母材翼缘和腹板的截面面积，尽可能使连接板的截面形心与母材截面形心相重合，同时满足上下翼缘连接板的净截面抵抗矩大于母材上下翼缘的净截面抵抗矩。在螺栓连接计算时翼缘螺栓承受全部弯矩Mf，腹板螺栓承受剪力V，并分担部分弯矩Mw。a、翼缘螺栓计算：MfNf＝≤NVb（NVb=0.9·nf·μ·P）；n·(h-tf)b、腹板螺栓计算：VMw·xMw·yNVy＝；NMy＝；NMx＝；nw∑xi2+∑yi2∑xi2+∑yi2NV·M≤NVbNVb——一个摩擦型高强螺栓的抗剪承载能力；nw——腹板螺栓的数量；n——单侧上翼缘或下翼缘螺栓的数量；(2)极限承载力验算：拼接节点的极限承载力及螺栓杆极限抗剪承载力和被连接板螺栓孔的极限抗压承载力验算，严格按《建筑抗震设计规范》GB50011－2001中8.2.8－4、5、6、7、8公式进行验算，且取MPC＝MP。(3)翼缘拼接连接板的厚度，可按下列公式计算：且不宜小于8mm且不宜小于10mm腹板拼接连接板的厚度，可按下式计算：t3=且不宜小于6mm其中，t1……梁翼缘外侧拼接板厚度；t2……梁翼缘内侧拼接板厚度；t3……梁腹板拼接板厚度；tfc……梁翼缘厚度；twc……梁腹板厚度；hwc……梁腹板高度；Bc……梁翼缘宽度；b……梁翼缘内侧拼接板宽度；h……..梁腹板拼接板高度3梁与柱强轴的连接：3.1梁与柱强轴为刚接：采用柱外带悬臂梁段与中间梁段的拼接连接，框架柱外悬臂短梁与框架柱的连接均采用完全熔透的等强焊接节点。3.1.1连接方式：翼缘和腹板均采用完全熔透的等强焊接节点，柱水平加劲肋在腹板两侧成对设置在相连梁的上下翼缘的位置上，且水平加劲肋的水平中心线应与梁翼缘的水平中心线相重合。水平加劲肋与柱翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，与柱腹板采用双面角焊缝连接（见上图）。横向刚接框架悬臂短梁与柱的连接，应预先在工厂采用全熔透坡口焊接连接。当柱两侧的横梁高度不等时，柱在对应于每根梁上下翼缘位置处，均应设置水平加劲肋。柱两侧梁高不等时柱内水平加劲肋设置详见《01SG519》P13节点=1\*GB3①、=2\*GB3②和③。为满足抗震设防“强节点弱杆件”的要求，采用在梁端下部加腋板加强框架梁端与柱的刚性连接（梁端下部有支撑节点板的除外）。详见《01SG519》P19节点=2\*GB3②。3.1.2连接节点的设计原则：横梁与柱的连接时，由于采用引弧板全熔透剖口焊缝与母材等强连接,可不作计算。应满足抗震规范式8.2.8－1；8.2.8－2要求（即Mu≥1.2Mp；Vu≥1.3(2Mp／Ln且Vu≥0.58hw·tw·fay）。3.1.3柱水平加劲肋的构造要求：水平加劲肋的厚度应大于或等于与柱相连的梁中较厚的翼缘厚度，水平加劲肋与柱腹板的连接角焊缝，焊脚尺寸不应小于0.7tWC，tWC为柱腹板的厚度。3.1.4节点要求：H形柱腹板在节点域厚度不足时，应按《O1SG519》P14节点=1\*GB3①方法进行加固，以确保节点域范围内的稳定性。3.2梁与柱强轴为铰接：3.2.1连接方式：连接角钢与梁在工厂焊接后，在现场与柱采用摩擦型高强螺栓连接。角钢与柱翼缘接触面间隙须小于1mm。3.2.2连接节点的设计原则：(1)连接角钢的厚度：采用双剪连接，，且不宜小于6mm，其中，h1……纵梁腹板的高度；h2……纵梁腹板连接角钢的高度；tw……纵梁腹板的厚度；(2)连接角钢与梁腹板相连的角焊缝强度：剪力取腹板全截面抗剪能力的设计值(3)连接角钢与柱翼缘相连的摩擦型高强度螺栓强度：连接所需的高强螺栓数目：剪力取腹板全截面抗剪能力的设计值(4)极限承载载力验算按《建筑抗震设设计规范》GB500111－2001中式8.22.8－8；8.2..8－15；8.2..8－16进行验算算。4梁与柱弱轴轴的连接：：4.1梁与与柱弱轴的的连接为刚刚接：仅用用于柱弱轴轴方向的支支撑跨。4.1.1连接方式式：翼缘和腹板均采采用完全熔熔透的等强强焊接节点点，且柱水水平加劲肋肋在腹板另另一侧设置置在相连梁梁的上下翼翼缘的位置置上，且水水平加劲肋肋的水平中中心线应与与梁翼缘的的水平中心心线相重合合。水平加加劲肋与柱柱翼缘、腹腹板均采用用完全焊透透的坡口对对接焊缝连连接。刚接框架悬臂短短梁与柱的的连接，应应预先在工工厂采用全全熔透坡口口焊接连接接。4.1.2连连接节点的的设计原则则：梁与柱的连接时时，由于采采用引弧板板全熔透剖剖口焊缝与与母材等强强连接,可不作计计算。满足足抗震规范范式8.22.8－1；8.2..8－2的要求（即即Mu≥1.2MMp；Vu≥1.3((2Mp／Ln且Vu≥0.588hw·tw·fay）。4.1.3柱柱水平加劲劲肋的构造造要求：水平加劲肋的厚厚度应大于于或等于与与柱相连的的梁中较厚厚的翼缘厚厚度，水平平加劲肋与与柱腹板的的连接角焊焊缝，焊脚脚尺寸不应应小于0.7tWCC，tWC为柱腹腹板的厚度度。4.2梁与柱柱弱轴的连连接为铰接接：横向铰铰接时优先先选用连接接方式二。4.2.1连连接方式一一：纵梁腹板两端与与柱的垂直直加劲肋采采用六角法法兰面扭剪剪型高强度度螺栓连接接，连接纵纵梁的垂直直加劲肋与与柱腹板及及柱水平加加劲肋采用用双面直角角角焊缝连连接。4.2.1.11连接接节点的设设计原则：：按弹性和和极限承载载力两个阶阶段分别计计算。(1)弹性计计算：在螺螺栓群连接接设计时考考虑螺栓群群承受剪力力和弯矩，忽忽略轴力。剪剪力和弯矩矩的取值按按以下方式式取值剪力取腹板全截截面抗剪能能力的设计计值的1/2（V=0..5Aw··fv）和实际际设计剪力力中的较大大值。螺栓群承受的弯弯矩M＝V·e，e取拼缝两两端螺栓群群的中心距距离。NV·M≤NVVb（NVb=0.9··nf·μ·P）(2)极限承载载力验算按《建筑抗震设设计规范》GB500111－2001中式8.22.8－8；8.2..8－15；8.2..8－16进行验算算。4.2.1.2垂直加劲劲肋的构造造要求：垂直加劲肋的厚厚度不小于于被连接梁梁腹板的厚厚度，且t≥bs/115。垂直直加劲肋与与柱腹板和和上下水平平加劲肋的的连接角焊焊缝，焊脚脚尺寸不应应小于0.7tWCC，tWC为柱腹腹板的厚度度。4.2.2连连接方式二二：连接角角钢与梁在在工厂焊接接后，在现现场与柱采采用摩擦型型高强螺栓栓连接。角角钢与柱腹腹板接触面面间隙须小小于1mmm。连接节点的设计计原则：(1)连接角钢钢的厚度：：，且不宜小于66mm，其中，h1………纵梁腹板板的高度；；h2……纵梁腹腹板连接角角钢的高度度；tw……纵梁腹板的的厚度；(2)连接角钢钢与梁腹板板相连的角角焊缝强度度：剪力取腹板全截截面抗剪能能力的设计计值(3)连接角钢钢与柱翼缘缘相连的摩摩擦型高强强度螺栓强强度：连接所需的高强强螺栓数目目：剪力取腹板全截截面抗剪能能力的设计计值(4)极限承载载力验算按《建建筑抗震设设计规范》GB500111－2001中式8.22.8－8；8.2..8－15；8.2..8－16进行验算算。5主梁与次梁梁的连接：：优先选用用连接方式式二。5.1连接方方式一：次梁腹板两端与与主梁的横横向加劲肋肋采用扭剪剪型高强度度螺栓连接接，连接次次梁的主梁梁加劲肋与与主梁采用用双面直角角角焊缝连连接。5.1.1连连接节点的的设计原则则：次梁两端与主梁梁为铰接连连接。连接接梁腹板的的高强螺栓栓数目按剪剪力取腹板板全截面抗抗剪能力的的设计值的的1/2（V=0..5Aw·fv）和实际设设计剪力中中的较大值值进行弹性性设计，螺螺栓群连接接设计时考考虑螺栓群群承受剪力力和弯矩，计计算方法同同框架梁与与柱弱轴的的铰接连接接的弹性阶阶段计算。5.1.2加劲劲肋及连接接板的截面面尺寸：加劲肋的厚度应应不小于次次梁腹板的的厚度，且t≥bs/115。连接接板的长度度和宽度应应按螺栓连连接的构造造要求确定定。连接板的厚度，可可按下式计计算：采用双剪连接：：t=，且不不宜小于66mm。其中，h1………次梁腹板板的高度；；h2……次梁腹腹板连接板板的高度；；ttw……次梁腹腹板的厚度度；5.1.3连连接详图：：详见《01SGG519》P.23节点4。5.2连接方方式二：连接角钢与梁在在工厂焊接接后，在现现场与主梁梁采用摩擦擦型高强螺螺栓连接。角角钢与钢主主梁腹板接接触面间隙隙须小于11mm。连接节点的设计计原则：(1)连接角钢钢的厚度：：，且不宜小于66mm；其中，h1………次梁腹板板的高度；；h2……次梁腹腹板连接板板的高度；；tw……次梁腹板的的厚度；(2)连接角钢钢与次梁腹腹板相连的的角焊缝强强度：剪力取腹板全截截面抗剪能能力的设计计值(3)连接角钢钢与主梁腹板相相连的摩擦擦型高强度度螺栓强度度：连接所需的高强强螺栓数目目：剪力取腹板全截截面抗剪能能力的设计计值6支撑连接接：6.1基本本要求：支撑端部与梁柱柱的连接，原原则上应按按支撑杆件件截面等强强度的条件件来确定，支支撑的重心心线应与梁梁、柱重心心线三者汇汇交于一点点。6.2支撑撑连接设计计原则：(1)支撑与框框架的连接接采用刚性性连接，翼翼缘和腹板板均采用完完全熔透的的等强焊接接节点。支支撑的拼接接采用高强强螺栓连接接，在连接接设计时只只考虑轴力力，不考虑虑弯矩和剪剪力，轴力力取支撑全全截面达到到抗拉设计计强度时所所能承受的的轴力N。N＝An·fyNv=≤NNVbAn——支撑全截面净面面积n——拼缝一一侧所需要要的螺栓数数量(2)支撑与框框架的连接接以及支撑撑的拼接极极限承载力力按《建筑筑抗震设计计规范》GB5500111－2001中8.2..8－3公式进行行计算。6.3支撑撑连接节点点：详见《01SGG519》P.3