某钢屋盖支座节点特殊处理方法
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2 f
1
工程概况
支座连接节点联结上、 下部结构并传递荷载， 如果节点设计
处理不恰当， 连接节点的破坏常会引起整个结构的破坏， 因此， 连 ［1 ］ 接节点的设计应有明确的传力路线和可靠的构造保证 。 某大跨度钢屋盖支座节点通过铸钢支座将上部结构的荷载 传递给下部的混凝土结构， 如图 1 所示（ 其中上部加劲肋所在位 置即为铸钢支座的外侧） 。由于混凝土结构已经施工完毕且支座 对应位置处钢筋密集， 无法在其下部直接植筋， 所以， 必须采取有 2］ 效措施锚固支座。根据文献［ 研究成果， 外包钢套法加固节点， 可以显著改善节点受力性能， 大幅提高极限承载力。 因此， 拟采 用如下措施解决该问题： 在混凝土柱南侧的混凝土梁设置宽度 200 mm 的外包钢套， 沿柱北侧加焊钢板并设置化学螺栓植入柱 体， 通过铸钢支座底板将南侧外包钢套和北侧钢板连接， 并与东 西侧已有预埋件连接。外包钢套及钢板件的具体尺寸 、 化学螺栓 的具体设置如图 2 所示。
化学锚栓 1224 混凝土梁
1 100 250 200×3
800
500
14 具体尺寸根据计算结果确定 具体焊角高度根据计算结果确定 铸钢支座 600
200
原有埋件
700
混凝土梁 a）平面图 1 300 100 混凝土梁
285 250
1 100
1 300
100 -35×150×150
250
图 1 支座结构示意简图
-.460E-04 .514E-04 .149E-03 .246E-03 .344E-03 .266E-05 .100E-03 .197E-03 .295E-03 .392E-03 MN y z MX x
图 4 节点竖向变形图
z y x MN
M x x max 4． 3 × 10 6 × 575 = 0． 52 MPa。 σ f3 = 2 = 0． 7 × 14 × 122 × 500 2 × 8 × 2 he lw b τ f1 = Fx 254． 92 × 10 3 = = 34． 59 MPa。 h e l w 0． 7 × 14 × 47 × 8 × 2 Fy 28． 67 × 10 3 = = 1． 5 MPa。 h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2
350 200×3
b）北侧混凝土柱外侧化学螺栓布置图 -35×150×150 混凝土梁 -35×200 700 全熔透三级 混凝土梁 850 全熔透三 所示， 铸钢节点外侧每侧设置 4 块加劲肋， 加劲 肋与铸钢节点的连接采用双面角焊缝， 设焊脚尺寸为 h f = 14 mm， 分别对竖向角焊缝和水平角焊缝进行验算 。 则竖向角焊缝的强度验算如下：
化学锚栓 1224 -35×1 035 1 100 混凝土柱 1 300
该支座所受设计荷载如下： z 向（ 竖向） 最大拉力 1 492． 57 kN， 最大压力 1 280． 8 kN； x 向（ 东 西向） 最大剪力 254． 92 kN； y 向（ 南北向） 最大剪力 28． 67 kN。 因该支座节点无法直接在下部植筋， 只能通过上述多项措施 （ 在所连梁上设置外包钢板 、 侧臂设置化学螺栓等） 进行弥补， 因 此， 该节点能否有效传递荷载并保证整个结构的安全使用需要进 行详细验算。 本文通过有限元分析确定各主要工况下该节点特殊处理部 位的应力及变形情况， 对该施工方案的可行性进行了验证 。
· 70·
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
SHANXI
山
西
ARCHITECTURE
建
筑
Vol． 39 No． 6 Feb． 2013
· 施工技术 ·
文章编号： 1009-6825 （ 2013 ） 06-0070-03
某钢屋盖支座节点特殊处理方法
郭长江
（ 中国新兴建设开发总公司， 北京 100039 ）
-35×1 000 铸钢支座 原有埋件 1 300 -35×1 035 -35×200 1 100 1 035 原有埋件 -35×200 700 -35×150 150 -35×200 -35×200 1 035 870
Fy 28． 67 × 10 3 = 1． 5 MPa。 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2
Fz 1 492． 57 × 10 3 = 39． 01 MPa。 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 16 × 2
2 f w t
τ + τ ≤f ( β 槡 )
f
= 200 MPa， 满足要求。
柱头植筋原则按 2825 的孔位 进行钻孔，凡钻孔深度不小于 200 mm 全部植筋并与钢板空孔塞焊 原有埋件 劲板-35×150×150
摘
要： 介绍了某大跨钢屋盖支座节点施工时采用的特殊处理方法， 通过数值模拟确定各主要工况下该节点特殊处理部位的应力 及变形情况， 对该施工方案的可行性进行了验证， 并提出改进建议。 关键词： 支座节点， 外包钢套， 螺栓， 应力， 变形 中图分类号： TU758． 1 文献标识码： A l w = 150 － 2 × 14 = 122 mm。 Fx 254． 92 × 10 3 = 13． 33 MPa。 = σ f1 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2 σ f2 = τf =
图2
1 200
-35×200 870 c）南侧的混凝土梁包箍立面图
节点各部分详细尺寸
1218 收稿日期： 2012作者简介： 郭长江（ 1972- ） ， 男， 硕士， 高级工程师
1 035
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
郭长江： 某钢屋盖支座节点特殊处理方法
· 71·
水平角焊缝的强度验算如下： 东西向角焊缝短， 其计算长度 l w = 75 － 2 × 14 = 47 mm。 另 外， 由水平剪力形成弯矩： M y = 254． 92 × 0． 15 = 38． 24 kN·m。 M x = 28． 67 × 0． 15 = 4． 3 kN·m。 Fz 1 492． 57 × 10 3 = 56． 33 MPa。 = σ f1 = h e l w 0． 7 × 14 × （ 122 + 47 ） × 8 × 2 σ f2 = M y y max 38． 24 × 10 6 × 500 = 12． 13 MPa。 2 = 0． 7 × 14 × 47 × 462． 5 2 × 8 × 2 he lw b
1
工程概况
支座连接节点联结上、 下部结构并传递荷载， 如果节点设计
处理不恰当， 连接节点的破坏常会引起整个结构的破坏， 因此， 连 ［1 ］ 接节点的设计应有明确的传力路线和可靠的构造保证 。 某大跨度钢屋盖支座节点通过铸钢支座将上部结构的荷载 传递给下部的混凝土结构， 如图 1 所示（ 其中上部加劲肋所在位 置即为铸钢支座的外侧） 。由于混凝土结构已经施工完毕且支座 对应位置处钢筋密集， 无法在其下部直接植筋， 所以， 必须采取有 2］ 效措施锚固支座。根据文献［ 研究成果， 外包钢套法加固节点， 可以显著改善节点受力性能， 大幅提高极限承载力。 因此， 拟采 用如下措施解决该问题： 在混凝土柱南侧的混凝土梁设置宽度 200 mm 的外包钢套， 沿柱北侧加焊钢板并设置化学螺栓植入柱 体， 通过铸钢支座底板将南侧外包钢套和北侧钢板连接， 并与东 西侧已有预埋件连接。外包钢套及钢板件的具体尺寸 、 化学螺栓 的具体设置如图 2 所示。
化学锚栓 1224 混凝土梁
1 100 250 200×3
800
500
14 具体尺寸根据计算结果确定 具体焊角高度根据计算结果确定 铸钢支座 600
200
原有埋件
700
混凝土梁 a）平面图 1 300 100 混凝土梁
285 250
1 100
1 300
100 -35×150×150
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图 1 支座结构示意简图
-.460E-04 .514E-04 .149E-03 .246E-03 .344E-03 .266E-05 .100E-03 .197E-03 .295E-03 .392E-03 MN y z MX x
图 4 节点竖向变形图
z y x MN
M x x max 4． 3 × 10 6 × 575 = 0． 52 MPa。 σ f3 = 2 = 0． 7 × 14 × 122 × 500 2 × 8 × 2 he lw b τ f1 = Fx 254． 92 × 10 3 = = 34． 59 MPa。 h e l w 0． 7 × 14 × 47 × 8 × 2 Fy 28． 67 × 10 3 = = 1． 5 MPa。 h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2
350 200×3
b）北侧混凝土柱外侧化学螺栓布置图 -35×150×150 混凝土梁 -35×200 700 全熔透三级 混凝土梁 850 全熔透三 所示， 铸钢节点外侧每侧设置 4 块加劲肋， 加劲 肋与铸钢节点的连接采用双面角焊缝， 设焊脚尺寸为 h f = 14 mm， 分别对竖向角焊缝和水平角焊缝进行验算 。 则竖向角焊缝的强度验算如下：
化学锚栓 1224 -35×1 035 1 100 混凝土柱 1 300
该支座所受设计荷载如下： z 向（ 竖向） 最大拉力 1 492． 57 kN， 最大压力 1 280． 8 kN； x 向（ 东 西向） 最大剪力 254． 92 kN； y 向（ 南北向） 最大剪力 28． 67 kN。 因该支座节点无法直接在下部植筋， 只能通过上述多项措施 （ 在所连梁上设置外包钢板 、 侧臂设置化学螺栓等） 进行弥补， 因 此， 该节点能否有效传递荷载并保证整个结构的安全使用需要进 行详细验算。 本文通过有限元分析确定各主要工况下该节点特殊处理部 位的应力及变形情况， 对该施工方案的可行性进行了验证 。
· 70·
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
SHANXI
山
西
ARCHITECTURE
建
筑
Vol． 39 No． 6 Feb． 2013
· 施工技术 ·
文章编号： 1009-6825 （ 2013 ） 06-0070-03
某钢屋盖支座节点特殊处理方法
郭长江
（ 中国新兴建设开发总公司， 北京 100039 ）
-35×1 000 铸钢支座 原有埋件 1 300 -35×1 035 -35×200 1 100 1 035 原有埋件 -35×200 700 -35×150 150 -35×200 -35×200 1 035 870
Fy 28． 67 × 10 3 = 1． 5 MPa。 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2
Fz 1 492． 57 × 10 3 = 39． 01 MPa。 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 16 × 2
2 f w t
τ + τ ≤f ( β 槡 )
f
= 200 MPa， 满足要求。
柱头植筋原则按 2825 的孔位 进行钻孔，凡钻孔深度不小于 200 mm 全部植筋并与钢板空孔塞焊 原有埋件 劲板-35×150×150
摘
要： 介绍了某大跨钢屋盖支座节点施工时采用的特殊处理方法， 通过数值模拟确定各主要工况下该节点特殊处理部位的应力 及变形情况， 对该施工方案的可行性进行了验证， 并提出改进建议。 关键词： 支座节点， 外包钢套， 螺栓， 应力， 变形 中图分类号： TU758． 1 文献标识码： A l w = 150 － 2 × 14 = 122 mm。 Fx 254． 92 × 10 3 = 13． 33 MPa。 = σ f1 = h e l w 0． 7 × 14 × 122 × 8 × 2 σ f2 = τf =
图2
1 200
-35×200 870 c）南侧的混凝土梁包箍立面图
节点各部分详细尺寸
1218 收稿日期： 2012作者简介： 郭长江（ 1972- ） ， 男， 硕士， 高级工程师
1 035
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
郭长江： 某钢屋盖支座节点特殊处理方法
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水平角焊缝的强度验算如下： 东西向角焊缝短， 其计算长度 l w = 75 － 2 × 14 = 47 mm。 另 外， 由水平剪力形成弯矩： M y = 254． 92 × 0． 15 = 38． 24 kN·m。 M x = 28． 67 × 0． 15 = 4． 3 kN·m。 Fz 1 492． 57 × 10 3 = 56． 33 MPa。 = σ f1 = h e l w 0． 7 × 14 × （ 122 + 47 ） × 8 × 2 σ f2 = M y y max 38． 24 × 10 6 × 500 = 12． 13 MPa。 2 = 0． 7 × 14 × 47 × 462． 5 2 × 8 × 2 he lw b