钢结构连接节点设计

钢结构二次设计

1．钢结构二次设计：

钢结构二次设计就是将施工图设计图纸转换为钢结构加工和安装的施工图纸。其主要内容包括如下：

（1）构件布置图的绘制：按业主提供的施工图设计图纸，标识构件、节点编号，构件、节点所在图纸，加工和安装的技术要求。

（2）节点设计图：根据BINE提供的设计规范和构件型号确定构件之间的 连接详图，包括连接型式、螺栓规格、数量，定位，焊缝尺寸、型式、节点板尺寸。

（3）绘制车间加工图：按照构件布置图和节点设计图，以确定各组成件的型号、加工尺寸，孔规格及相互位置关系，焊缝尺寸，以便于车间加工。

（4）编制节点设计依据的计算书：根据概念设计图纸所给定的力或按设计规范确定的载荷，进行节点连接的强度计算，为连接设计提供计算依据。

上述二次设计的工作过程中，提供节点设计和计算书是二次设计工作的重要环节。

2． 钢结构连接设计

2.1 钢结构节点的连接型式：

按构件受力方式可分为单剪（铰接）连接、轴力连接、弯矩（刚接）连接，扭矩连接，组合连接等。

按构件的连接方式可分为单板连接，双板连接，单角钢连接，双角钢连接，端板连接。

按构件与构件间的连接可分为梁-梁连接，梁-柱连接及其分别带有水平支撑和垂直支撑的连接，柱拼接(包括大小柱的拼接)。

2.2 钢结构连接节点的设计要求

钢结构的节点设计应满足承载力的要求，还应具有必要的延展性，避免应力集中和过大的约束应力。同时，便于加工和安装，满足加工工艺性要求。应该注意节点的合理构造，符合经济性要求。此外还必须适应岭澳二期核电的钢结构施工要求。

岭澳二期核电工程对钢结构的加工和安装要求决定了钢构件的连接方式，由

于加工车间的焊接易于保证焊缝质量，而大批量的钢构件仅适于车间加工才能保证工程进度的要求，同时便于现场安装方便快速，因此决定了在钢结构的节点设计中，构件与构件间的连接要尽可能使用螺栓连接，除非在那些使用螺栓连接将使整个节点变得非常复杂或者被连接构件的尺寸较小、无足够的空间布置一定数量的螺栓，而采用现场焊接的连接设计。此外，对于和预埋件相连接的构件，为使其连接方便，并且便于处理预埋件定位偏差造成的影响，宜采用现场焊接。同时为便于钢构件和混凝土的固定或在浇筑混凝土时遗漏预埋件的情形下，采用HILTI膨胀螺栓连接。

2.3 钢结构连接节点的设计方法

钢结构连接中最基本的连接型式为铰接连接、刚性连接、支撑连接及柱拼接，以下就各连接型式的特点分别说明。

(1) 铰接连接

板板厚，可承受剪力和轴向力的组合荷载。同时，对于主次梁斜交连接的场合下，端板连接在加工工艺性上的优点比双角钢连接更好。

紧固螺栓的场合，当外载荷较大而螺栓单剪又不足以抵抗外载荷时，采用此连接方式。其缺点就是螺栓及梁均受偏心载荷的作用，进行螺栓在剪力及弯矩综合作用下的验算需要比较复杂的计算程序。当连接单板与次梁腹板厚度不同时，可使用比次梁腹板稍厚的单板，而在腹板与连接双板间加适当的垫板。

(2) 刚性连接

当被连接梁处于悬臂状态或粱－粱、粱－柱连接按刚性连接设计时，其连接节点必须采用刚性连接。在刚性连接中，翼缘承受弯矩，腹板承受剪力。由于刚性连接受力比较复杂，大多数场合，对上下翼缘均需进行连接，因此，刚性连接是非常复杂和费用较高的连接节点。一般情况下对腹板可采用双角钢或端板连

上翼缘铺盖钢格栅时，一般不宜采用上翼缘用连接板的方式，而采用带垫板的现场全焊透方式进行连接，这样既节省了高强螺栓的使用，又使连接变得简单。如图五所示，为了使粱翼缘弯矩不致使柱的单侧翼缘承受，此节点中在梁上下翼缘方向，使用了四块加筋板以抵抗梁延翼缘方向的轴力，阻止柱子翼缘的局部变形，使柱子翼缘受力均匀，减少梁上下翼缘和柱翼缘接触的应力集中，由于在该连接中，梁翼缘传递的弯矩较大，增加一斜加筋板及在连接双板上加筋以使柱翼缘的受力更加均匀。

对于较小载荷的梁－柱刚性连接，可采用端板连接的方式进行，在此类连接中梁上下翼缘及腹板均与端板焊接，用螺栓将端板与柱翼缘或腹板连接，但端板必须有足够的厚度（t≥20mm）以抵抗梁翼缘板的弯矩，焊缝可根据梁翼缘板的厚度或外载荷的大小选择角焊缝或全焊透坡口焊。

较小载荷的梁－梁刚接，可采用如图六所示的双角钢与梁腹板连接、翼缘板采用带垫板的现场焊接的方式设计连接节点。主次梁刚性连接，一般情况下在主梁腹板焊一连接板与次梁下翼缘用螺栓连接（图七），主梁上翼缘与次梁上翼缘

连接主梁和次梁沿水平方向布置的水平支撑主要提供结构的侧向稳定性，抵

如图八所示为典型的水平支撑和垂直支撑连接节点，在水平支撑连接中，节点板仅与梁连接，将水平支撑的力通过梁与柱的连接角钢或端板传递至主柱。在此结构中，将节点板与较小梁下翼缘用螺栓连接，而通过与节点板焊接的角钢用螺栓将节点板与较大梁的腹板焊接。螺栓的数量与水平支撑的设计载荷及支撑角度有关。对于垂直支撑节点板，将其与主梁焊接通过焊于其上的双角钢，用螺栓与柱腹板连接，为方便加工应尽量使柱腹板的孔间距一致。

另外一种比较典型的连接就是用螺栓将支撑直接与柱或梁的侧翼缘或下翼缘连接，省却了节点板和车间焊缝，简化了节点连接。对于车间焊接的框架结构，其中的支撑都采用焊接连接，提高了节点的可靠性。

2．4节点连接细节

定义：a:边距（edge distance）de。de不小于1.75d，取2d。

b:端距（end distance ）e表示。不小于1.75d，取2d。

c:孔中心距（space）p表示。不小于3d。

d:孔间距（gauge）以g表示。满足边距要求且满足工艺要求，不小于100mm。

普通槽钢

翼缘mm 腹板mm Type

a 孔径(max) c 孔径(max)

[6.3 22 13（d=12） 腹板对称中心 17(d=16)

[8 25 13（d=12） 腹板对称中心 17(d=16)

[10 28 13（d=12） 腹板对称中心 17(d=16)

[12.6 30 17(d=16) 腹板对称中心 17(d=16)

[14(a) 35 17(d=16) 45 17(d=16) [16(a) 35 22(d=20) 50 22(d=20)

[18 40 22(d=20) 55 22(d=20)

[20 45 22(d=20) 55 22(d=20)

[22 45 22(d=20) 60 22(d=20)

[25 50 22(d=20) 60 22(d=20)

[28 50 26(d=24) 65 26(d=24)

[32 50 26(d=24) 70 26(d=24)

[36 60 26(d=24) 75 26(d=24)

对于轧制型钢边距和端距要求可以适当降低，因为其相应材料厚度增加，其承载能力有所提高，但对于节点板，因切割加工成形，应保证其边距和端距要求。此外间距G尽可能圆整，不考虑腹板厚度引起的a值变化的增加。 2．6螺栓主要连接尺寸

p(mm) e(mm) de(mm) Size

normal Min. normal Min. normal Min.

M16 60 50 35 25 35 30 M20 80 65 40 30 40 35 M22 80 70 40 35 40 35 M24 80 70 45 40 50 40 M27 90 80 50 45 55 50

3．车间加工图纸要求：

3．1：车间加工图用于钢结构工程的施工，是指导钢结构制作、安装、检验的的重要文件，由构件布置图，节点详图和构件图组成。

构件布置图纸用于车间预拼装放样、现场安装放线定位和组装的指导图，根据设计图中构件定位尺寸绘制，仅绘制每根杆件的轴线、方向(角钢和槽钢)；

─ 标注每个构件的识别编号，编号对于不同的构件应该具有唯一性。

─ 标注结构的框架大样尺寸和外形尺寸。

─ 标注每个节点编号；（或参考相同的节点号）

─ 详细的材料明细表，包括构件编号、规格型号、材质、外形尺寸、构件数量、单重、总重、详图所在车间制造图的编号等内容。

─ 标明所有构件的编号、详细尺寸，同时要有材料表如实地反映出钢结构所需的各种材料规格、材质、型号以及使用数量。

3．2节点详图是车间加工图纸绘制的依据，其要求如下：

─ 设计给出的所有编号节点详细构造图

─ 设计未给出，要求设计节点详细的构造图

─ 节点所涉及材料：节点板、螺栓等，包括节点编号、材质、规格型号、材质、数量等。一般而言，节点板应在构件详图反映，在车间加工时与主要构件车间焊接。

3．3杆件详图，其要求如下：

─ 用足够的视图表示清楚构件的外形。

─ 标注出制作所必需的细部尺寸，如型钢的长度、切角，以及螺栓孔的位置及使用螺栓规格等级。

─ 标注杆件上所有连接部件的连接方式以及其部件清单。

—在相应图上列出必要的施工说明和技术要求。

—焊缝的标注及焊缝要求的说明。

4：有关CAD制图的规定：

图层：要求按线型和线宽分层，尺寸线单独放置于一个图层。

文字：中文，ROMANS＋hztxt。字高3mm、4mm、5mm、6mm、7mm。

比例 按图纸幅面进行缩放。（1：1或放大或缩小）

打印线条，主色：轮廓线白0.25mm,虚线、中心线、标注引出线、标高线、索引线0.07mm,其余0.15mm。具体要求如下

4．1图层设置

4．.1.1:平面图纸：

0层：不作改变，不放置任何物体，只作为过度层。

Defpoints层：不可打印层，可放置一些不需打印的辅助线，黄色。

实体层：作为凸显轮廓的图层，绿色，线型CONTINOUS。

虚线层：作为隐藏物体的线条，黄色，线型HIDDEN2。

轴线层：作为轴线使用，红色，线型CENTER（ZX）。

尺寸层：作为尺寸标注使用，绿色，线型CONTINOUS。

文字层：作为说明，注释用，绿色，线型CONTINOUS。

辅助层；作为辅助物体的线条，灰色8。

图框层：将图框并为一个0层，或设为块（除改填部分）

4.1.2:模型空间：

所有图层名必须用构件名表示，构件名为轴线层，实体层在轴线层名前加“S”，轴线层与实体层颜色相同。砼与铸钢件用灰色。

4.2:字体设置

1.所有说明、注释等均采用ROMANS＋hztxt，样式名同字体名，宽高比0.75，字高3mm。

2.图名均采用ROMANS＋hztxt，宽高比0.85，字高4.5mm；下划线用1mm 宽pline线绘制，再用line线偏移1mm，置于文字层。（当图框为标准图框并不缩放时）

3.图框内文字样式不变，统一确定。

4.焊缝字高3mm，字体romans，宽高比0.75，焊缝符号高3mm，置于文字层。

4.3:标注样式

1.样式名统一用：dimS-1,S为图纸比例，1为图形放大比例。(图框缩放)

2.箭头为实心箭头，大小1.25mm，斜划线长1.25mm，尺寸线出尺寸界限为0，尺寸界限出尺寸线 1.25mm，尺寸界限偏移物体2mm，尺寸线偏移物体

10mm，基线标注偏移7mm。

3.尺寸线颜色及线宽均随层，文字用romans，字高3mm，宽高比0.6，颜色随层。打印彩色线全部选用7号笔。

4.标注先设一个适用于半径、角度的整体样式，再衍生一个线性标注，不得修改属性（尺寸标注等）或使用格式刷或将尺寸块打碎。

5.放大图形后，尺寸标注的文字颜色用红色，同一张图内不同比例标注文字颜色需不同。

6.图名中的比例必须与设置中的整体比例一致，设置中的线性比例与放大比例成反比例。

7．标注的构件太长需要压缩时，先把尺寸文字生成永久尺寸，再进行压缩，需在尺寸文字上加一小短线，置于defpoints层。

四、图面设置

1.不得在图面上修改线宽、线性及颜色，若需引起注意，可使用云线，放于Defpoints层，模型空间可修改颜色以免混淆。

2.杆件编号圆圈5mm，轴线编号圆圈8mm，详图索引圆圈10mm，详图圆圈10mm，外圈11mm，内圈线宽0.35mm，板件详图圆圈10mm，线宽0.35mm，所有字体为宋体，大小等于圆圈半径。

3.所有图形、尺寸标注修改，均在Defpoints层上用云线标示出来，部分可加上说明。

4.折断线每边3mm，旋转20度，对称符号长6mm，线宽1mm，间距3mm。

5.所有引出线不应使用箭头，只用单线表示。

6.尺寸标注必须有杆件总长，还有轴线距离，不得在一个图形上标示许多重复尺寸，但需清楚，直观。

附表一：图纸幅面及图框尺寸

附表二：图线颜色推荐表

钢结构连接方式的选择

钢结构连接形式介绍与选择 在设计钢结构工程时，构件与构件之间需要进行有效的连接，以形成一个整体，对于构件之间连接的形式，则有很多的方式可以选择。如何在各种连接节点中选择合理的连接方式，这通常是一个容易模糊的设计盲点，因此在此作一些介绍，以强化钢结构设计概念。 一、连接形式 钢结构中连接节点可分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点三种形式，设计时应根据节点的位置及其所要求的强度和刚度，合理确定节点的形式、连接方式、细部构造及其计算方法。 连接形式 刚性节点半刚性节点铰接节点 设计中不考虑此 种节点 在工程实践中，如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度，刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。通常定义，连接对于转动约束达到理想刚接的90%以上的连接，可视为刚接；在外力作用下，柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想较接的假定，意味着梁与柱之间没有弯矩的传递，用较连在一起的梁和柱将互相独立的转动。 这里用柱脚来具体解释下刚接与铰接的区别。 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚性柱脚，相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚，刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩，从实际看，如果锚栓在翼缘外侧，就是刚接，如果在翼缘内侧，就是铰接。这两种柱脚的区别就是对侧移的控制，也就是有吊车荷载的单层工业厂房，因为吊车对侧移比较敏感，而且侧移过

大会造成吊车卡轨的现象，且门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS 102:2002）中3.4.2条规定，刚架柱顶位移设计值的限值，无吊车且采用轻型钢墙板时是h/60，有吊车且吊车仅由地面操作时是h/180，所以把柱脚设计成刚性柱脚，抵抗其侧位移。 在设计中为简化计算，一般均按完全刚接或理想铰接来考虑，因此，半刚性 节点在此不做赘述。 二、连接方式 连接根据使用材质不同可分为铆接、螺栓连接和焊接三种方式。 1. 铆接 铆接是通过在构件上打孔，然后用铆钉、铆板将构件连接，因其构造复杂， 连接方式 铆接 螺栓连接 焊接 普通螺栓 高强度螺栓 C 级 A 、B 级 摩擦型 承压型

钢结构二次深化设计-经验总结

钢结构二次设计 1．钢结构二次设计： 钢结构二次设计就是将施工图设计图纸转换为钢结构加工和安装的施工图纸。其主要内容包括如下： （1）构件布置图的绘制：按业主提供的施工图设计图纸，标识构件、节点编号，构件、节点所在图纸，加工和安装的技术要求。 （2）节点设计图：根据BINE提供的设计规范和构件型号确定构件之间的 连接详图，包括连接型式、螺栓规格、数量，定位，焊缝尺寸、型式、节点板尺寸。 （3）绘制车间加工图：按照构件布置图和节点设计图，以确定各组成件的型号、加工尺寸，孔规格及相互位置关系，焊缝尺寸，以便于车间加工。 （4）编制节点设计依据的计算书：根据概念设计图纸所给定的力或按设计规范确定的载荷，进行节点连接的强度计算，为连接设计提供计算依据。 上述二次设计的工作过程中，提供节点设计和计算书是二次设计工作的重要环节。 2． 钢结构连接设计 2.1 钢结构节点的连接型式： 按构件受力方式可分为单剪（铰接）连接、轴力连接、弯矩（刚接）连接，扭矩连接，组合连接等。 按构件的连接方式可分为单板连接，双板连接，单角钢连接，双角钢连接，端板连接。 按构件与构件间的连接可分为梁-梁连接，梁-柱连接及其分别带有水平支撑和垂直支撑的连接，柱拼接(包括大小柱的拼接)。 2.2 钢结构连接节点的设计要求 钢结构的节点设计应满足承载力的要求，还应具有必要的延展性，避免应力集中和过大的约束应力。同时，便于加工和安装，满足加工工艺性要求。应该注意节点的合理构造，符合经济性要求。此外还必须适应岭澳二期核电的钢结构施工要求。 岭澳二期核电工程对钢结构的加工和安装要求决定了钢构件的连接方式，由

于加工车间的焊接易于保证焊缝质量，而大批量的钢构件仅适于车间加工才能保证工程进度的要求，同时便于现场安装方便快速，因此决定了在钢结构的节点设计中，构件与构件间的连接要尽可能使用螺栓连接，除非在那些使用螺栓连接将使整个节点变得非常复杂或者被连接构件的尺寸较小、无足够的空间布置一定数量的螺栓，而采用现场焊接的连接设计。此外，对于和预埋件相连接的构件，为使其连接方便，并且便于处理预埋件定位偏差造成的影响，宜采用现场焊接。同时为便于钢构件和混凝土的固定或在浇筑混凝土时遗漏预埋件的情形下，采用HILTI膨胀螺栓连接。 2.3 钢结构连接节点的设计方法 钢结构连接中最基本的连接型式为铰接连接、刚性连接、支撑连接及柱拼接，以下就各连接型式的特点分别说明。 (1) 铰接连接 板板厚，可承受剪力和轴向力的组合荷载。同时，对于主次梁斜交连接的场合下，端板连接在加工工艺性上的优点比双角钢连接更好。

钢结构节点

1.梁与柱的刚性连接 (1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种，如图所示： (2)梁与柱的连接节点计算时，主要验算以下内容： ①梁与柱连接的承载力 ②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度 ③梁柱节点域的抗剪承载力 (3)梁与柱刚性连接的构造 ①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造: 框架梁与柱刚性连接 ②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种： 柱带悬臂梁段与框架梁连接

梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。 (4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施 ①骨形连接 骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。 骨形连接 梁端翼缘加焊楔形盖板 梁端翼缘加焊楔形盖板 在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板。 (5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接 当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。主梁与柱的现场连接如图所示。 2梁与柱的铰接连接

(1)梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接： 仅梁腹板连接仅梁翼缘连接 柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板 相连 （2）柱在弱轴与梁铰接连接分为：柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连 柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用三层一根，长度10～12m 左右。根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。 按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱，当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下，柱的上下端应铣平顶紧，并与柱轴线垂直。柱的25％的轴力和弯矩可通过铣平端传递，此时柱的拼接节点可按75％的轴力和弯矩及全部剪力设计。抗震设计时，柱的拼接节点按与柱截面等强度原则设计。 非抗震设计时的焊缝连接，可采用部分熔透焊缝，坡口焊缝的有效深度不宜小于板厚度的 1/2。有抗震设防要求的焊缝连接，应采用全熔透坡口焊缝。

钢结构节点图

钢结构节点图 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

门式刚架横梁与立柱连接节点，可采用端板竖放、平放和斜放三种形式（图、b 、c ）。斜梁与刚架柱连接节点的受拉侧，宜采用端板外伸式，与斜梁端板连接的柱的翼缘部位应与端板等厚度；斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直 （图），应采用外伸式连接，并使翼缘内外螺栓群中心与翼缘中心重合或接近。 屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点，采用端板横放的顶接连接方式（图）。 屋面梁与混凝土柱采用锚栓连接（图），该连接节点应为铰接节点，锚栓及底板设计同铰接柱脚。 吊车梁承受动力荷载，其构造和连接节点须满足以下规定： 4 吊车梁与制动梁的连接，可采用高强度摩擦型螺栓连接或焊接。吊车梁与刚架上柱的 (a) 端板竖放 (b)端板平放 (c)端板斜放 (d)斜梁拼接 图 刚架连接节点 图 屋面梁和混凝土柱连接节点 (a) (b) (a) (b) (c) 图 屋面梁和摇摆柱连接节点

连接处宜设长圆孔（图）；吊车梁与牛腿处垫板采用焊接连接（图）；吊车梁之间应采用高强螺栓连接。 用于支承吊车梁的牛腿可做成等截面，当也可做成变截面（图）；柱在牛腿上下翼缘的相应位置处应设置横向加劲肋；为保证传力均匀，在牛腿上翼缘吊车梁支座处应设置垫板，垫板与牛腿上翼缘连接采用围焊；为避免较大的局部承压应力，在吊车梁支座对应的牛腿腹板处应设置横向加劲肋。 牛腿与柱连接处承受剪力V 和弯矩 GB50017 在设有夹层的结构中，夹层梁与柱可采用刚接，也可采用铰接（图）。当采用刚接连接时，夹层梁翼缘与柱翼缘应采用全熔透焊接，而腹板可采用高强螺栓与柱 图 吊车梁连接节点 (a) 吊车梁与上柱连接 (b) 吊车梁与牛腿连接 图 牛腿节点 (a)等截面牛腿 (b)变截面牛腿

高层钢结构连接节点设计

高层钢结构连接节点设计 【摘要】连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。节点设计应符合“二强”抗震设计准则，即“强节点弱构件、强焊缝弱钢材”。在结构分析前,必须对节点的形式有充分思考与确定,避免出现最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式完全不一致。连接节点按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。连接节点的不同对结构产生很大的影响。 【关键词】钢结构；节点设计；连接方法 1 节点设计应遵循原则 1．1 节点受力明确，减少应力集中，避免材料三向受拉； 1．2 节点连接设计应采用强连接弱构件的原则，不致因连接较弱而使结构破坏； 1．3 节点连接应按地震组合内力进行弹性设计，并对连接的极限承载力进行验算； 1．4 构件的连接一搬应采用与构件等强度或比等强度更高的设计原则； 1．5 简化节点构造，以便于加工及安装时容易就位和调整。 2 “二强”抗震设计准则 2．1 强节点、弱构件 对于框架、支撑等杆件，使节点的承载能力高于构件的承载能力，防止节点的破坏先于构件的破坏，是确保构件整体性的必要条件。但节点又不可过强，应允许地震时梁-柱节点区域的板件能产生一定量的剪切变形，以提高整个框架的延性。 2．2 强焊缝、弱钢材 构件焊缝的延性，一般均低于被连接板件的钢材延性，“强焊缝、弱钢材”，即要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力，可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板之中，从而提高构件以至整个结构的延性。 3 梁与柱的刚性连接 3．1 梁与柱的刚性连接系指节点具有足够的刚性，能使所连接构件间的夹角在达到承载力之前，实际夹角不变的接头，连接的极限承载力不低于被连接构件的屈服承载力。

浅谈钢结构节点设计

浅谈钢结构节点设计 黄双凤1　王　明2 (1.陕西新陆设计有限责任公司　710001　西安; 2.陕西省现代建筑设计研究院　710048　西安) 摘　要:本文从结构设计角度阐述钢结构节点设计的原则,并提出一些解决问题的方法。关键词:门式刚架;高强螺栓;加劲肋。 钢结构房屋具有强度高、自重轻、施工速度快,抗震性能好及工业化程度高等特点,钢结构节点设计是结构能否安全可靠的关键,应该按照"强节点弱构件"或节点等强设计的原则,节点设计合理对结构整体性、可靠度以及建设周期有着直接影响。 本文主要介绍钢结构节点设计的常规做法、国外改进后的节点形式。 1.钢结构节点设计常规做法: 1.1在钢结构连接中最常用的是焊缝连接和螺栓连接,铆钉连接现已很少采用: 1.1.1焊缝设计中焊缝大小要通过计算确定,不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件中心接近;焊丝焊剂应与母材强度相匹配,当两种材质钢材焊接时应选用与低标号材质相适应的焊条。如:E43对应Q235,E50对应Q345.;Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50。 1.1.2螺栓连接分普通螺栓连接、高强螺栓连接。普通螺栓抗剪性能差,多用在次要结构部位。高强螺栓根据受力特点分摩擦型连接和承压型连接,两种连接方式工作原理不同,可查阅相关资料,目前钢结构施工上摩擦型高强螺栓的连接应用较广泛,常用8.8s和10.9s两个强度等级。高强螺栓最小规格为M12,常用M16～M30。超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。 1.1.3节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者常犯的错误。此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。 1.1.4节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。 1.2节点形式的选择: 1.2.1在进行结构设计时,在结构分析过程中就应该想好用哪种节点形式,根据结构构件的选用,传力特性不同判断用刚节点、铰节点还是半刚节点,连接方式的不同对结构影响很大,比如:门式刚架结构,为了降低用钢量,钢柱选用变截面柱子,那么柱脚节点做成铰接,梁与柱连接处做成刚接就比较合理。 1.2.2轻钢结构形式多样,近年来,门式刚架钢结构获得了迅速发展,这种体系用钢省、造价低、制作简便、施工期短、商品化程度高,而且造型美观,适用面广,显示出很强的竞争优势。门式刚架中,连接节点的设计是整个设计过程中极其重要的一环,节点设计得当与否,对保证结构的整体性、可靠度以及建设周期和成本有着直接影响。轻型门式刚架中普遍采用高强度螺栓的端板连接,一般推荐采用端板连接作为主要的梁柱连接和构件拼接节点。 2.国外改进后的节点形式: 2.1国内外大量研究和实践证明,在轻型钢结构的抗弯连接中,端板连接最为经济,它比通常的腹板、翼缘连接节省材料和紧固件,而且避免现场焊接,所以目前它己成为抗弯连接的主要形式。端板连接节点是轻型钢结构中普遍采用的连接形式,它可分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点三类,半刚性节点需要通过实验来取得较准确的设计数据,国内设计一般不采用。 同时,一些其他新型的节点连接形式也相应出现;比如带有加劲肋的刚性节点法兰连接和无加劲肋的半刚性节点法兰连接等。 2.2钢框架结构的梁柱连接多按刚性连接设计,主梁与柱的连接具有足够刚度。在钢结构设计中经常会遇到节点不满足要求的,例如:箱形柱与工字钢梁刚接时,对于箱形柱,最常见的是该柱强轴方向节点域屈服承载力不满足要求,[ψ 61陕西建筑 2009年9月总第171期

焊接钢平台及常用钢结构安装节点标准图[za]

结结 构构 标标 准准 图图
TTHHEE SSTTAANNDDAARRDDDDRRAAWWIINNGGSS FFOORRSSTTRRUUCCTTUURRE
焊接钢平台及常用钢结构安装节点标准图
THE STANDARD DETAIL DRAWINGS OF WELDED STEEL PLATFORMS
AND ERECTION JOINTS IN COMMON USE FOR STEEL STRUCTURE
图集号：
Collective drawings №:
NGDJ5
江苏省建筑材料研究设计院有限公司
JIANGSU BUILDING MATERIAL RESERCH & DESIGN INSTITUTE
二OO七年

目录 CATALOGUE
1、说明
1
14、钢吊杆节点详图
14
Legend of weld and dimension symbols
Joint details for steel sag rod
2、常用焊缝符号及尺寸符号
2
15、钢柱脚连接节点详图1
15
Legend of weld and dimension symbols
Connection joint details 1 for steel column base
3、常用焊缝连接方式及标注方法1
3
16、钢柱脚连接节点详图2
16
Legend 1 of welding expressions
Connection joint details 2 for steel column base
4、常用焊缝连接方式及标注方法2
4
17、钢梁与钢梁连接详图
17
Legend 2 of welding expressions
Connection details between steel beams
5、常用焊缝连接方式及标注方法3
5
18、钢梁与工字钢柱平接连接节点图
18
Legend 3 of welding expressions
Butt connection joint details between steel beam
6、各级焊缝的质量检验项目、数量及检验方法
6
and I steel column
Quality inspecting items, quantities and inspecting
19、钢梁与圆柱、双拼槽钢柱平接连接节点图
19
method for weld
Butt connection joint details between steel beam
7、钢平台平面铺板示意图
7
and circular column or double channel-steel column
Schematic drawing of decking for steel platform
钢柱拼接图,小型钢平台柱脚地坪处理图
8、钢仓仓顶开孔图
8
Details of opening on the top of steel bin
9、小型设备基础在梁板上时处理大样图
9
Detail drawing for foundation of pint-sized equipment on floor
10、轻钢结构檩条、檩托大样图
10
Detail drawing for purlin and cradle of lightweight steel structure
11、轻钢结构连接节点详图1
11
Connection joint details 1 for lightweight steel structure
Steel column joint drawing, ground treatment drawing for column base of pint-sized steel platform 20、钢梁与钢柱搁放连接节点图 Lap connection joint details between steel beam and steel column 21、柱间支撑及水平支撑连接节点图1 Connection joint details 1 for column bracing and horizontal bracing 22、柱间支撑及水平支撑连接节点图2 Connection joint details 2 for column bracing and horizontal bracing
20 21 22
12、轻钢结构连接节点详图2
12
23、建筑楼梯钢平台详图1
23
Connection joint details 2 for lightweight steel structure
Steel platform details 1 for architectural stair
13、钢梁与混凝土结构连接节点图
13
24、建筑楼梯钢平台详图2
24
Connection joint details between steel beam and reinforced concrete srtucture
Steel platform details 2 for architectural stair

钢结构的连接和节点构造

第7章钢结构的连接和节点构造 7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件,连接部位应有足够的强度、刚度及延性。合理地连接方式及节点的细部构造要求外还要满足8点，见书188页。 钢结构的连接方法 (α)焊缝连接;(b)铆钉连接;(c)普通（高强）螺栓连接。 焊缝连接优点是构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大。缺点是焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响,焊接结构的低温冷脆问题也比较突出，除少数直接承受动载结构外可广泛应用 铆钉连接的优点是塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查,适用于直接承是动载结构的连接。缺点是构造复杂,用钢量多。 普通螺栓连接的优点是施工简单、拆装方便。缺点是用钢量多。适用于安装连接和需要经常拆装的结构。 普通螺栓又分为C级螺栓和A级、B级螺栓。（A、B级螺栓一般用45号钢和35号钢,尺寸准确,加工精度高，要求I类孔，用于承受较大剪力、压力连接；C级螺栓一般用Q235钢(用于螺栓时也称为4.6级)制成。要求Ⅱ类孔，加工粗糙,尺寸不够准确，用于承受拉力的安装连接。 I类孔的精度要求为连接板组装时,孔口精确对准,孔壁平滑,孔轴线与板面垂直。Ⅱ类孔质量达不到I类孔要求的都为Ⅱ类孔。 高强度螺栓，当螺栓（受拉）时，螺栓预拉力增加不多，外拉力是靠板件间夹紧力的减少来承受，但板件间始终保持夹紧状态；当（受剪力）时，按设计受力要求不同分摩擦型连接和承压型连接。 摩擦型：受剪设计时外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力（使板件压紧）所提供的可能最大摩擦力为极限状态，亦即保证连接在整个使用期间外剪力不超过最大摩擦力。 承压型：受剪设计时，保证在正常使用荷载下，外剪力一般不会超过最大摩擦力，受力性能与摩擦型同，但如果荷载超过标准值（正常使用情况下荷载），剪力可能超过最大摩擦力，被连接板件间将发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁一侧接触，此后靠螺栓杆身剪切和孔壁承压及杆件接触面间摩擦共同传力最后以杆身剪切或孔壁承压破坏，达到连接最大承载力，作为连接受剪极限状态。 7.2 焊接连接的特性 7.2.1 常用焊接方法 采用的焊接方法有电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等

钢结构的连接和节点构造

第7章钢结构的连接和节点构造 7.1钢结构对连接的要求及连接方法 钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件，各构件再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位应有足够的强度、刚度及延性。接连接构件问应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求。连接的加工和安装比较复杂、费工，因此选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节。连接设计不合理会影响结构的造价、安全和寿命。 设计时应根据连接节点的位置及其所要求的强度和刚度，合理地确定连接方式及节点的细部构造和计算方法，并应注意以下几点； (1)连接的设计应与结构内力分析时的假定相一致；(2)结构的荷载，内力组合应能提供连接的最不利受力工况；(3)连接的构造应传力直接，各零件受力明确，并尽可能避免严重的应力集中；(4)连接的计算模型应能考虑刚度不同的零件间的变形协调；（5）构件相互连接的节点应尽可能避免偏心，不能完全避免时应考虑偏心的影响；(6)避免在结构内产生过大的残余应力，尤其是约束造成的残余应力，避免焊缝过度密集；(7)厚钢板沿厚度方向受力容易出现层间撕裂，节点设计时应予以充分注意；(8)连接的构造应便于制作、安装，综合造价低。 钢结构的连接方法可分为焊接、铆接、普通螺栓连接和高强度螺栓连接(如图7-1) 焊接连接是钢结构最主要的连接方法，其优点是构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大。缺点是焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，焊接结构的低温冷脆问题也比较突出。 目前除少数直接承受动载结构的某些连接，如重级工作制吊车粱和柱及制动

梁的相互连接、标架式桥梁的节点连接，从目前使用情况看不宜采用焊接外，焊接可广泛用于工业与民用建筑钢结构和桥梁钢结构。 铆钉连接的优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。缺点是构造复杂，用钢量多，日前已很少采用。 普通螺栓连接的优点是施工简单、拆装方便。缺点是用钢量多。适用于安装 连接和需要经常拆装的结构。普通螺栓又分为C 级螺栓和A 级、B 级螺栓。C 级 螺栓一般用Q235钢(用于螺栓时也称为4.6级)制成。 A 、B 级螺栓一般用45号钢和35号钢(用于螺栓时也称8．8级)制成。A 、B 两级的区别只是尺寸不同，其中A 级包括d ≤24，且mm L 150≤的螺栓，B 级包括24>d 或mm L 150>的螺栓， d 为螺杆直径，L 为螺杆长度。C 级螺栓加工租糙，尺寸不够准确，只要求II 类孔，成本低，栓径和孔径之差，设计规范未作规定，通常多取0.2~5.1mm 。由于螺栓杆与螺孔之间存在着较大的间隙，传递剪力时，连接较早产生滑移(7-2)，但传递拉力的性能仍较好，所以C 级螺栓广泛用于承受拉力的安装连接，不重要的连接或用作安装时的临时固定。A 、B 级螺校需要机械加工，尺寸准确，要求I 类孔，栓径和孔径的公称尺寸相同，容许偏差为mm 25.0~18.0间隙。这种螺拴连接传递剪力的性能较好，变形很小，但制造和安装比较复杂，价格昂贵，目前在钢结构中较少采用。 I 类孔的精度要求为连接板组装时，孔口精确对准，孔壁平滑，孔轴线与板面垂直。质量达不到I 类孔要求的都为II 类孔。 高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是：普通螺栓扭紧螺帽时螺栓产 生的预拉力很小，由板面挤压力产生的摩擦力可以忽略不计。普通螺栓连接抗剪 时是依靠孔壁承压和栓杆抗剪来传力。高强度螺栓除了其材料强度高之外，施工 时还给螺栓杆施加很大的预拉力，使被连接构件的接触面之间产生挤压力，因此板面之间垂直于螺栓杆方向受剪时有很大的摩擦力。依靠接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移，以达到传递外力的目的，因而变形较小(图7-2中3)。高强度螺栓抗剪连接分为摩擦型连接和承压型连接。前者以滑移作为承载能力的极限状态，后者的极限状态和普通螺栓连接相同。 高强度螺栓摩擦型连接只利用摩擦传力这一工作阶段，具有连接紧密、受力良好、耐疲劳、可拆换、安装简单以及动力荷载作用下不易松动等优点，目前在桥梁、工业与民用建筑结构中得到广泛应用。尤其在栓焊衍架桥、重级工作制厂