2.5-2.6(rev.1).ppt

2.5 节点设计及构造设计 2.5.1 刚架斜梁与柱的连接 2.5.2 柱脚 2.5.3 摇摆柱与斜梁的连接构造 2.5.4 山墙刚架的构造 2.5.5 伸缩缝处刚架的构造 轻型门式刚架结构节点设计主要有： 梁与柱连接节点、梁与梁拼接节点、柱脚节点以及柱上牛腿节点等 2.5.1 斜梁与柱、梁与梁的连接 梁与柱刚性连接通常用 高强螺栓 -端板 连接，形式可采用端板竖放、端板横放 和端板斜放三种形式 端板及其连接节点应符合下列规定： 1)端板连接应按所受 最大内力 设计 当内力 较小 时 ， 端板连接应按能够承受 不小于 较小被 连接截面承载力的一半 设计 2）主刚架构件的连接通常采用 高强度螺栓 ， 可采用 承压型 或 摩擦型 连接 高强度螺栓直径通常采用 M16～ M24 螺栓 3）端板连接的螺栓应 成对对称 布置 在斜梁的拼接处及斜梁与刚架柱连接处的 受拉区 ，应采用将端板伸出截面高度范围以外形成 外伸式 连接，以加大螺栓群的 力臂 当采用端板外伸式 连接时，螺栓布置原则是使翼缘内外的 螺栓群中心 与 翼缘的中心 重合或接近。

4）螺栓中心至翼缘板表面的距离，应满足拧紧螺栓时的施工要求， 不宜小于 35mm；螺栓端距 不应小于 2倍螺栓孔径 ； 当端板上 两对螺栓间的最大距离大于 400mm时 , 应在端板的 中部增设一对螺栓 ； 5） 与斜梁端板连接的 柱翼缘 部分应 与端板等厚度 , t>=16mm； 螺栓受力的简化计算： 节点 负弯矩 作用下，假定 转动中心位于下翼缘的中心线上， 上翼缘两侧 布置的 4个 螺栓 所受的拉力为： 压力 则由 端板承压 直接传递，端板悬伸宽度 e满足： bfhMe211受压翼缘的螺栓 不宜少于两排 ；当翼缘两侧各设一排螺栓尚不能满足承载力 要求时，可在翼缘内侧增设螺栓，其 间距 可取75mm，且不于 3倍螺栓孔径 第三排 螺栓拉力： 第三排 一个 螺栓承担的弯矩 133 hhNNtt 节点上 剪力 可以认为由除上边二排抗拉螺栓以外的螺栓承受， 第三排螺栓 拉力未用足，可以和 下面二排 螺栓共同抗剪 对同时 受拉和受剪 的螺栓 , 应验算 螺栓 在拉、剪共同作用下的 强度 二、 连接端板设计 按照 支承 情况可以分为： 伸臂类 端板区域、无加劲肋类 端板区域、 两边支承类 端板区域、三边支承 端板区域四大类。

1. 每类区域的板厚设计公式 t>=16mm a)、伸臂类端板 b)、无加劲肋类端板 bfNet tf6feaNet)5.0(3wtwc） 两边支承类端板 当端板 外伸 时 当端板 平齐 时 d）三边支承类端板 feeebeNeet)](2[6wffwtwffeeebeNeet)](4[12wffwtwffebbeNeet]4)2(62fswtwf2. 斜梁与柱相交的 节点域 , 应按下列公式验算剪应力 : 当不满足 的要求时 , 应加厚腹板或设置斜加劲肋 刚架构件的翼缘与端板连接采用 全熔透对接焊缝 ，腹板与端板连接采用 与腹板等强的角焊缝 vfccb2.1tddMvf3.在端板设置螺栓处 ,应验算构件腹板的强度 N t2 —— 翼缘内 第二排 一个螺栓 的轴向拉力设计值； P —— 高强度螺栓的预拉力； 当不满足要求时 , 可设置腹板加 劲肋或局部加厚腹板 PN 4.0t2  fte P ww4.0PN 4.0t2  fteN wwt2 【 例题 】 单跨门式刚架，柱为楔形柱，梁为等截面梁试验算该刚架的强度和整体稳定，并 设计节点 。

刚架梁、柱截面内力 构件 截面名称 弯矩M(kN·m) 剪力 V(kN) 轴压力N(kN) 柱 0-0 1-1 2-2 0 132.03 66.02 23.16 23.16 23.16 67.97 56.89 62.43 梁 3-3 4-4 132.03 103.14 54.30 2.30 28.71 23.05 刚架梁、柱截面几何特性 截面 名称 截面 组成 面积 (mm2) 惯性矩Ix(× 104 mm4) 截面模数Wx(× 104 mm3) 回转半径ix(mm3) 惯性矩Iy(× 104 mm4) 截面模数Wy(× 104 mm3) 回转半径iy(mm) 0-0 1-1 2-2 H250x180x8x10 H450x180x8x10 H350x180x8x10 5440 7040 6240 5995 22728 12800 48 101 73 105 180 143 973 974 973 11 11 11 42 37 39 3-3 4-4 H450x180x8x10 H450x180x8x10 7040 7040 22728 22728 101 101 180 180 974 974 11 11 37 37 连接节点计算 (p100)  （ 1）梁柱节点  连接处的组合内力值： M = 132.03 kN·m， N = -28.71 kN， Q = 54. 3 kN。

 （ 2）梁拼接节点  连接处的组合内力值为： M = 103.14 kN·m， N = -23.05 kN， Q = 2.30 kN 2.5.2 柱脚 门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚 , 宜采用 平板式铰接柱脚或刚接柱脚 柱脚构造要求 1） 变截面 柱下端 的宽度不宜小于 200mm 2） 柱脚锚栓应采用 Q235或 Q345 锚栓的 锚固长度 应 满足规范要求 ， 否则锚栓端部应按规定设置 弯钩 或 锚板 （ 上册 p334附表 8） 锚栓的 直径 不宜小于 24mm， 且采用双螺帽 3） 计算有柱间支撑的 柱脚锚栓 在风载下的 上拔力 时 ， 应计入柱间支撑产生的最大竖向分力 ，此时 不考虑竖向活荷载 （ 或雪荷载 ） 、 积灰荷载和附加荷载 等的 影响 ， 且 恒荷载分项系数应取 1.0 柱脚构造要求 4） 柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的 水平剪力 此水平反力可由底板与混凝土基础间的 摩擦力 或设置 抗剪键 承受 5） 计算柱脚锚栓 的 受拉承载力 时 ， 应采用螺纹处的 有效截面面积 2.5.4 山墙刚架的构造 轻型钢结构的山墙构架可采用梁 、 檩条以及柱组成的 山墙构架 ， 或采用与中间框架一样的 基本刚框架 与 抗风柱 的组合 。

一 、 山墙构架端墙构造 山墙构架由 端斜梁 、 支撑端斜梁的 构架柱 及墙架檩条 组成； 构架柱的上下端部铰接 ， 并且与端斜梁 平接 ，墙梁也和构架柱 平接 山墙构架端墙构造 山墙构架柱1山墙构架柱231山墙檩条山墙斜梁构架山墙3侧面墙檩条山墙构架柱柱脚劲板2二、刚框架端墙构造 刚框架端墙由 门式刚框架 、抗风柱和墙梁 组成 抗风柱 上下端铰接 ， 被设计成只承受水平风荷载作用的抗弯构件 ， 由与之相连的墙梁提供柱子的侧向支撑 刚框架山墙1 234山墙斜梁2抗风柱连接板抗风柱山墙檩条侧面墙檩条山墙檩条山墙刚架柱山墙刚架柱柱脚底板12342.5.5 伸缩缝处刚架的构造 当轻型门式刚架 纵向长度过长 时 ， 应沿结构每隔一定长度 设置伸缩缝 ，来吸收在结构使用过程中由于温度变化产生的 累积变形 在伸缩缝处采用 双刚架 ； 在次结构上设置 椭圆长孔 来吸收该点的热位移 作业： （ 思考梁柱连接设计时 ， 应注意哪些问题 ？ ） 1.高强螺栓连接设计时 ， 应满足哪些构造要求 ？ 2.端板连接时 ， 端板的厚度取决于哪些因素 ？ 3.刚架构件与端板之间如何连接 ？ 4.刚架斜梁与柱节点域抗剪不满足要求时 ， 采取何种措施 ？ 5.柱脚设计时 ， 荷载如何考虑 ？ 6.柱子剪力如何传给混凝土基础 ？ 。