鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及構(gòu)造培訓(xùn)(一)

1、n后退 北京士興鋼結(jié)構(gòu)有限公司設(shè)計(jì)部北京士興鋼結(jié)構(gòu)有限公司設(shè)計(jì)部 汪小鵬汪小鵬 鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及構(gòu)造培訓(xùn)鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及構(gòu)造培訓(xùn)(一一) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及構(gòu)造基礎(chǔ)知識(shí)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及構(gòu)造基礎(chǔ)知識(shí) n后退 一、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)概述；一、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)概述； 二、焊縫的計(jì)算及構(gòu)造要求；二、焊縫的計(jì)算及構(gòu)造要求； 三、螺栓的計(jì)算及構(gòu)造要求；三、螺栓的計(jì)算及構(gòu)造要求； n后退 一、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)概述：一、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)概述： 1、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及連接構(gòu)造確定的基本原則： 1）節(jié)點(diǎn)處的內(nèi)力傳遞簡(jiǎn)捷明確，安全可靠； 2）確保連接節(jié)點(diǎn)有足夠的強(qiáng)度和剛度； 3）當(dāng)有抗震設(shè)防時(shí)，滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求； 4）節(jié)點(diǎn)加工

2、簡(jiǎn)單、施工安裝方便； 5）經(jīng)濟(jì)合理。 2、節(jié)點(diǎn)的分類： 1）剛性連接節(jié)點(diǎn)； 2）半剛性連接節(jié)點(diǎn)； 3）鉸接連接節(jié)點(diǎn)； 3、連接方法： 1）栓接：高強(qiáng)螺栓，普通螺栓； 2）焊接； 3）鉚接； 4）混合連接形式：栓焊混合連接 n后退 n后退 二、焊縫的計(jì)算及構(gòu)造要求；二、焊縫的計(jì)算及構(gòu)造要求； 1、焊縫的計(jì)算： 1）焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：鋼規(guī)P18表3.4.1-3（高空焊縫強(qiáng)度 折減0.9;無墊板的單面施焊的對(duì)接焊縫折減0.85） n后退 2）角焊縫的計(jì)算： n后退 、通過焊縫形心的拉力，壓力或剪力作用： 正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向）： 側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向） 、在各種力綜合

3、作用下： w fe wff N hlf w fe wf N hlf 2 2w ffff f h 1 =1.22 =1.0 fe f f f 注意：和 的取值問題 、：正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù) 對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)： 對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)： n后退 12 12 12 2h hh h =h cos(bbb1.5) 2 b bb ) h =hcos(bbb1.55) sin2 3)h =0.7h 4)h =0.1 da e e e e e mm mmmm ff f f f 12 、的取值及計(jì)算： 1）對(duì)于直角角焊縫等于0.7；為較小焊腳尺寸； 2）對(duì)于斜角角焊縫：6013

4、5 根部間隙 、或 (或 根部間隙 、或但 圓鋼與鋼板：； 圓鋼與圓鋼：（+2d ）-a； 為焊縫表面至兩個(gè)圓鋼公切線距離 n后退 3）對(duì)接焊縫的計(jì)算： 計(jì)算原則：一級(jí)，二級(jí)焊縫不需計(jì)算，僅計(jì)算三級(jí)計(jì)算原則：一級(jí)，二級(jí)焊縫不需計(jì)算，僅計(jì)算三級(jí) （1） 全熔透對(duì)接焊縫的計(jì)算； 、軸心受力的對(duì)接焊縫 ) : ) :sin cos ww wtc ww fwtc w fwv aNl tff bNl tff Nl tf n后退 、受彎受剪的對(duì)接焊縫 22 / ()3()1.1 ww fwwtc w fwwv w cfft NAMWff V SI tf f n后退 （2） 部分焊透對(duì)接焊縫的計(jì)算; 計(jì)算原

5、則：按角焊縫進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算公式參角焊縫計(jì)算公式 a 0.75 b,c3 d,e s s s s e e e e 部分焊透焊縫有效厚度計(jì)算： V形坡口(圖 ):當(dāng)60 時(shí)，h （焊縫根部可焊滿） 當(dāng)60 時(shí)，h （焊縫根部不易焊滿） 單邊V形坡口(圖):當(dāng)455 時(shí)，h 單邊U形,J形坡口(圖):h s為坡口深度，即根部至焊縫表面（不考慮余高）的最短距離； 為V形、單邊V形或K形坡口角度。 當(dāng)熔合線處焊縫截面邊長(zhǎng)等于或接近于sb % 最短距離 時(shí)（圖 ,c,e）； 焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.9 原因：熔合線處的焊縫強(qiáng)度比有效截面處要低10 n后退 2、 焊縫的構(gòu)造; 1）焊

6、縫材料的要求：不同強(qiáng)度的鋼材連接時(shí)，可采用與低強(qiáng) 度鋼材相適應(yīng)的焊接材料； 2）對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求： 、不同寬度或厚度的鋼板拼接（鋼規(guī)8.2.4） n后退 、焊接H型鋼鋼板拼接焊縫的要求（驗(yàn)收規(guī)范8.2.1） 焊接H型鋼的翼緣板和腹板的拼接接縫的間距不應(yīng)小于 200mm。翼緣板拼接長(zhǎng)度不應(yīng)小于2倍板寬；腹板拼接寬度不 應(yīng)小于300mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm。 H型鋼工廠拼接示意型鋼工廠拼接示意 n后退 、全熔透焊縫的無損探傷問題（焊接規(guī)程7.3.3） 三級(jí)焊縫：外觀檢查 二級(jí)焊縫：在外觀檢查的基礎(chǔ)上再做無損檢驗(yàn)，用超聲波檢 驗(yàn)每條焊縫的20長(zhǎng)度； 一級(jí)焊縫：在外觀檢查的基礎(chǔ)上用超聲波檢驗(yàn)每條

7、焊縫全部 長(zhǎng)度，以便揭示焊縫內(nèi)部缺陷。 焊縫的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)參見焊接規(guī)程7.2.3 、部分熔透焊縫（鋼規(guī) 8.2.5 ） h1.5 t,t e 計(jì)算厚度不得小于為焊件的較大厚度； 當(dāng)結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)力荷載時(shí)，垂直于受力方向的焊縫 不宜采用部分焊透的對(duì)接焊縫； 平行于受力方向的焊縫，可采用 ？ 可用于 部分焊透的 那些焊縫， 對(duì)接焊縫； 舉例說明 n后退 3）、角焊縫的構(gòu)造要求： 、角焊縫的角度（鋼規(guī)8.2.6） 135 60 原因：夾角大于，焊縫表面難成型，受力狀況不良； 夾角大于，焊縫施焊條件差，根部將留有空隙和焊渣； n后退 、角焊縫的尺寸（鋼規(guī)8.2.7） A、最小焊腳尺寸： B、最大焊腳尺

8、寸 （防止母材“過燒”，使構(gòu)件產(chǎn)生翹曲和較大的焊接應(yīng)力） 1 .5; 1 .51; 1 .51; tt tt tt f f f 手 工 焊 ： h（為 較 厚 焊 件 厚 度 ） 埋 弧 自 動(dòng) 焊 ： h（為 較 厚 焊 件 厚 度 ） T 型 連 接 單 面 角 焊 縫 ： h（為 較 厚 焊 件 厚 度 ） 焊 件 厚 度4 m m 時(shí) ， 最 小 焊 腳 尺 寸 與 焊 件 厚 度 相 同 ； 1 .2 t; tt tt-(1 2 )m m t f f f h（為 較 薄 焊 件 厚 度 ） 焊 縫 邊 緣 的 角 焊 縫 最 大 焊 腳 尺 寸 ， 尚 應(yīng) 符 合 ： 1 、 當(dāng)6

9、m m 時(shí) ， h； 2 、 當(dāng)6 m m 時(shí) ， h； 若 邊 緣 角 焊 縫 與 焊 件 邊 緣 等 厚 ， 容 易 產(chǎn) 生 “ 咬 邊 ” ， 很 難 焊 滿 n后退 C、側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于8hf和40mm； D、側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于60hf 。當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)， 其超出部分在計(jì)算中不予考慮。 E、在次要構(gòu)件或次要焊縫連接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù) 角焊縫焊段的長(zhǎng)度不得小于10hf或50mm，其凈距不應(yīng)大于15t( 對(duì)受壓構(gòu)件)或30t（對(duì)受拉構(gòu)件），t為較薄焊件的厚度； F、在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍，并 不得小于25mm。 n后退

10、三、螺栓的計(jì)算及構(gòu)造要求；三、螺栓的計(jì)算及構(gòu)造要求； 1、螺栓的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(鋼規(guī)P18表3.4.1-3) n后退 2、普通螺栓的計(jì)算： 1）單個(gè)螺栓的承載力： 2 v c 2 t e e 4 4 1 3 (3) , 2 4 t b vv b c b e vt d nf dt f d nf dd ddpp b b b 抗剪承載力：N 承壓承載力：N 抗拉承載力：N ：螺栓桿直徑；：螺栓在螺紋處的有效直徑； 為螺紋間距 :在不同受力方向中一個(gè)受力方向承壓構(gòu)件 總厚度的較小值( m i n ( a + c + e , b + d ) ) n后退 2）同時(shí)承受剪力與桿軸方向拉力的螺栓計(jì)算： 3）螺栓群

11、的計(jì)算 22b ()()1 vt Vc bb vt NN NN NN 且 n后退 3、高強(qiáng)螺栓計(jì)算： 承壓型螺栓計(jì)算方法與普通螺栓相同，主要討論摩擦型； 高強(qiáng)螺栓與普通螺栓受力形式的區(qū)別，承壓型連接受力與摩擦型連 接受力形式的區(qū)別； 1）預(yù)拉力P的意義： 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值由材料強(qiáng)度和螺栓有效截面積確定 取值時(shí)考慮： 螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數(shù)0.9； 施加預(yù)應(yīng)力時(shí)為補(bǔ)償預(yù)拉力損失超張拉5%10%，引入折減系數(shù) 0.9； 在扭緊螺栓時(shí)，扭矩使螺栓產(chǎn)生的剪力將降低螺栓的抗拉承載力 ，故對(duì)材料抗拉強(qiáng)度除以系數(shù)1.2； 鋼材由于以抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)，引入附加安全系數(shù)0.9。 0.90.90.9

12、/1.20.608 ueue Pf Af A n后退 2）摩擦面抗滑移系數(shù)： 高強(qiáng)螺栓摩擦型連接完全依靠被連接構(gòu)件間的摩擦阻力傳遞 剪力，以剪力等于摩擦力作為承載能力的極限狀態(tài)。所以摩 擦面的抗滑移系數(shù)對(duì)摩擦型連接承載力影響非常大；而對(duì)于 承壓型連接的板件接觸面只要求清除油污及浮銹即可； 摩擦面系數(shù)的實(shí)際取值的問題 n后退 3）高強(qiáng)螺栓的計(jì)算： b b t :t 0.8() 1 VRf R f vt bb vt NnP n NPT NN NN 不 均 勻 系 數(shù) ,一 般 取 0.9， 最 小 板 厚6mm的 冷 彎 薄 壁 鋼 結(jié) 構(gòu) 取 0.8； ： 單 顆 螺 栓 傳 力 摩 擦 面 數(shù) 目 ； 單 顆 螺 栓 的 抗 剪 承 載 力 ： 單 顆 螺 栓 的 抗 拉 承 載 力 ： 剪 力 ， 拉 力 共 同 作 用 下 的 螺 外 力 過 大 ， 螺 栓 存 在 松 弛 問 題 ，型 連 接 撬 栓 承 載 力 力 問 題 ： n后退 4、螺栓的構(gòu)造： 1）強(qiáng)度折減： （鋼規(guī)7.2.4） 2）連接數(shù)量： （鋼規(guī)8.3.1