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高层建筑钢结构-第六章节点设计讲解
局部稳定条件:
tw
hc 30
f yc 235
在梁的受拉翼缘处,柱翼缘板的厚度tc按强度计算应满 足:
tc 0.4 A fb fb fc
式中:Afb为梁受压、受拉翼缘的截面面积;fc、 fb 为柱、梁钢 材强度设计值;be为集中力作用下柱腹板计算高度边缘处 的压应力假定分布长度,be=tb+5hy≈ tb+5(tc+ hf); fyc为 柱钢材屈服点。
(h / 2 t f
/ 2)
tw (h 2t f )2 / 2 bt f (h t f )
2019年6月4日星期二
高层建筑钢结构
Mu、Vu的计算方法
当工字形梁翼缘用对接焊缝、腹板用角焊缝连接时:
M
j u
Af
(h t f
) fu
1 4
2helw2
fu
/
3
简化计算时, 可忽略
(4 / 3) fv / RE (4 / 3)155/ 0.75 276N / mm2 满足要求
节点域局部稳定验算: tw 50 (hb hc ) / 90 (450 600) / 90 11.7 满足
节点域屈服承载力验算:
(M pb1 M pb2 ) /Vp 0.6 (1047 1047) 106 /(2.43107 )
Vuj 2helw fu / 3
式中:
Af-梁一个翼缘的截面积;
he-角焊缝的有效厚度; lw-角焊缝的有效长度; fu-焊缝抗拉强度下限。
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当梁翼缘用对接焊缝、腹板用高强螺栓连接时:
M
j u
Af
(h t f
)
fu
(li
N
b vu
)
Vuj
min{
梁与柱的刚性连接
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梁端垂直于工字形柱腹板的刚性连接
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梁与柱的半刚性连接
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梁与柱的铰接连接
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柱两侧梁高不等时的刚性节点
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( f
/
f
)2
2 f
f
w f
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梁腹板与柱翼缘抗剪板采用 高强螺栓连接时,最外侧螺 栓承受的剪力:
Nv
M w y1 yi2
2
V n
2
0.9
N
b v
考虑焊接热影响对高强螺栓预拉力损失的影响系数
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③节点有水平加劲肋时柱腹板的验算
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M b1 M b2 hb hc t w
4 3
fv
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节点域腹板剪切强度的验算:
M b1 M b2 Vp
4 3
fv
式中:fv为钢材抗剪强度设计值;Vp为节点域腹板体积, 当柱为工字形截面时:Vp=hbhctw,箱形截面时: Vp=1.8hbhctw。
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6.4 梁与梁连接及梁的有关构造
1) 梁-梁的铰接连接
次梁与主梁的叠接
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梁翼缘和腹板根据其刚度比分担弯矩:
M f
M If I f Iw
M w
M
I
f
Iw
Iw
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝:
Mf bf t f (h t f
)
ftw
梁腹板的角焊缝(同时承受弯 曲正应力和剪应力):
f
3M w helw2
,
f
V 2lwhe
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③节点域承载力验算:
(Mb1 Mb2 ) /Vp (4 / 3) fv / RE
(M pb1 M pb2 ) /Vp (4 3) fv
式中:Mpb1、Mpb2为节点两侧梁的全塑性受弯承载力
4/3—由于边缘构件的存在导致的腹板抗剪强度增大系数 ψ为折减系数,三、四级取0.6,一、二级取0.7 (太厚不
P
0.91 0.4190
68 .4k N
所需螺栓数目:
n
V 0.9Nvb
298 0.9 68.4
4.8个,
实际取5个M22高强螺栓。
考虑20焊19年接6月热4影日星响期对二高强螺栓预拉力损失的影响高系层数建筑钢结构
腹板连接板厚度:
t V
298103
6.5mm
(l nd0 ) fv (400 5 24) 165
②节点无水平加劲肋时的柱腹板的验算
2t0c 19年06.月4 4日A星fb期fb二 fc
be tw fc Afb fb
tw
Afb fb be fc
tw
hc 30
f yc 235
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在梁的受压翼缘处,柱腹板的厚度tw应同时满足:
局部承压条件:
tw
Afb fb be fc
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②纯框架节点处的强柱弱梁条件
Wpc ( f yc N / Ac ) (Wpb f yb )
式中:Wpc、Wpb分别为节点处柱和梁的截面塑性模量;
N为柱轴向压力设计值;Ac为柱截面面积;η为超 强系数,一级1.15、二级1.10、三级1.05
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Vu3
n 0.58nf
Aeb
f
b u
5 0.583031040
913.8kN
Vu4 nd t fcbu 5 22121.5 490 970.2kN
Vuj min{Vu1,Vu2 ,Vu3,Vu4} 913.8kN
1.2(2M p / ln ) VGb 1.2 21047 / 8.3 220 522.7kN
M p Wp f y [2 220 25 (250 12.5) 12 4502 / 4]325
3220000325 1047kN m
MHale Waihona Puke j u 1362jM
p
1.31047
1361kN m
极2限019弯年6曲月4承日星载期力二满足要求。
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2) 梁柱刚性节点的非抗震设计
①典型刚性连接的承载力验算
梁翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力原则(方法一)
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝:
bf tf
M (h t f
)
ftw
梁腹板的角焊缝:
V 2lwhe
f
w f
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M、V梁端弯矩和剪力设计值
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全截面受弯设计原则(方法二)
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箱形截面的工地焊接
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工地接头的安装耳板
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变截面处构造
H钢边柱
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H钢中柱
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箱形边柱
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箱形中柱
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非抗震结构也可采用以下的变截面构造
极限抗剪承载力满足要求
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C 节点域弹性阶段验算:
Vp 1.8hbhctw 1.8 (500 2 25) (700 250)50 2.43107 mm3 (Mb1 Mb2 ) /Vp (655 655) 106 /(2.43107 ) 53.9N / mm2
为防止节点域局部失稳,节点域板厚应满足:
tw
hc hb 90
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3)梁柱刚性节点的抗震设计
①节点承载力验算,应按下述两步进行:
弹性验算: 抗侧力构件的节点连接的承载力设计值应不小于 构件的承载力设计值;高强螺栓连接不得滑移
极限承载力验算:
M
j u
jM
p
Vuj 1.2(2M p / ln ) VGb
1) 梁翼缘完全焊透的对接焊缝强度
M
655106
250.7N / mm2
bt f (h t f ) 220 25 (500 25)
ftw 295 N / mm 2
满足要求。
2) 梁腹板与柱之间的高强 螺栓连接计算
每个高强螺栓的承载力 设计值:
N
b v
0.9n f
Wp的计算方法
矩形截面:
Wp
2
1 2
hb
1 4
h
1 4
bh2
工字形截面:
Wp
1 4 tw (h 2t f
)2
2bt f
(h / 2 t f
/ 2)
tw (h 2t f )2 / 4 bt f (h t f )
箱形截面:
Wp
2
1 4
t
w
(h
2t