钢结构连接节点设计及构造培训(一)

后退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后退一、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；后退一、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后退后退二、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）后退2）角焊缝的计算：后退Ⅰ、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）Ⅱ、在各种力综合作用下：wfewffNhlfwfewfNhlf22wfffffh1=1.22=1.0fefff注意：和的取值问题、：正面角焊缝的强度设计值增大系数对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构：对直接承受动力荷载的结构：后退1212122hhhh=hcos(bbb1.5)2bbb)h=hcos(bbb1.55)sin23)h=0.7h4)h=0.1daeeeeemmmmmmfffff12、的取值及计算：1）对于直角角焊缝等于0.7；为较小焊脚尺寸；2）对于斜角角焊缝：60135根部间隙、或(或根部间隙、或但圆钢与钢板：；圆钢与圆钢：（+2d）-a；为焊缝表面至两个圆钢公切线距离后退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；Ⅰ、轴心受力的对接焊缝):):sincos后退Ⅱ、受弯受剪的对接焊缝22/()3()1.1wwfwwtcwfwwvwcfftNAMWffVSItff后退（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a0.75b,c3d,esssseeee部分焊透焊缝有效厚度计算：V形坡口(图):当60时，h（焊缝根部可焊满）当60时，h（焊缝根部不易焊满）单边V形坡口(图):当455时，h单边U形,J形坡口(图):hs为坡口深度，即根部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离；为V形、单边V形或K形坡口角度。当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于sb%最短距离时（图,c,e）；焊缝抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9原因：熔合线处的焊缝强度比有效截面处要低10后退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：Ⅰ、不同宽度或厚度的钢板拼接（《钢规》8.2.4）后退Ⅱ、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后退Ⅲ、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》7.2.3Ⅳ、部分熔透焊缝（《钢规》8.2.5）h1.5t,te计算厚度不得小于为焊件的较大厚度；当结构直接承受动力荷载时，垂直于受力方向的焊缝不宜采用部分焊透的对接焊缝；平行于受力方向的焊缝，可采用？可用于部分焊透的那些焊缝，对接焊缝；举例说明后退3）、角焊缝的构造要求：Ⅰ、角焊缝的角度（《钢规》8.2.6）13560原因：夹角大于，焊缝表面难成型，受力状况不良；夹角大于，焊缝施焊条件差，根部将留有空隙和焊渣；后退Ⅱ、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）1.5;1.51;1.51;ttttttfff手工焊：h（为较厚焊件厚度）埋弧自动焊：h（为较厚焊件厚度）T型连接单面角焊缝：h（为较厚焊件厚度）焊件厚度4mm时，最小焊脚尺寸与焊件厚度相同；1.2t;tttt-(1~2)mmtfffh（为较薄焊件厚度）焊缝边缘的角焊缝最大焊脚尺寸，尚应符合：1、当6mm时，h；2、当6mm时，h；若边缘角焊缝与焊件边缘等厚，容易产生“咬边”，很难焊满后退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。后退三、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)后退2、普通螺栓的计算：1）单个螺栓的承载力：2vc2tee4413(3),24tbvvbcbevtdnfdtfdnfddddppbbb抗剪承载力：N承压承载力：N抗拉承载力：N：螺栓杆直径；：螺栓在螺纹处的有效直径；为螺纹间距:在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值(min(a+c+e,b+d))后退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22b()()1vtVcbbvtNNNNNN且后退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：①螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9；②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；③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；④钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。0.90.90.9/1.20.608ueuePfAfA后退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后退3）高强螺栓的计算：bbt:t0.8()1VRfRfvtbbvtNnPnNPTNNNN不均匀系数,一般取0.9，最小板厚6mm的冷弯薄壁钢结构取0.8；：单颗螺栓传力摩擦面数目；单颗螺栓的抗剪承载力：单颗螺栓的抗拉承载力：剪力，拉力共同作用下的螺外力过大，螺栓存在松弛问题，型连接撬栓承载力力问题：后退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1.5~2.0mm；承压型连接：孔径比螺栓公称直径大1.0~1.5mm；后退4）螺栓孔最大，最小容许距离：（《钢规》8.3.4）受力方面：应力集中，截面削弱（过小）及凸曲（过大，受压）构造方面：连接面的紧密性问题；施工方面：施工空间的问题后退