高层建筑钢结构第六章节点设计

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。高层建筑钢结构第六章节点设计
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③节点有水平加劲肋时柱腹板的验算
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2) 设计方法
❖ 当非抗震设防时，应按结构处于弹性受力阶段设计: 节点连接的承载力应高于构件内力设计值
❖ 当抗震设防时，尚应按结构进入弹塑性阶段设计: 抗侧力构件的节点连接的承载力设计值应高于构件的 承载力设计值；高强螺栓连接不得滑移
节点连接的极限承载力应高于构件屈服承载力 下文重点
节点处构件塑性区的板件宽厚比应满足抗震规范要求
应有平面外隅撑防止节点附近的梁平面外失稳
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3) 节点分类
梁柱连接 柱的拼接 支撑节点连接 柱脚 梁的拼接 次梁与主梁的连接
抗侧力构件的节点
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(h t f
)
fu
1 4
2helw2
fu
/
3
简化计算时， 可忽略
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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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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②节点无水平加劲肋时的柱腹板的验算
be tw fc Afb fb
tw
Afb fb be fc
2t0c 21年02.月4 15A日f星b f期b 一f
M M 4 b1
b2
fv
h h t 3 高层建筑钢结构第b六章c节w点设计
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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。
6 节点设计 Connection Design
6.1 节点设计的一般原则和方法
1) 设计原则
❖ 节点传力应简捷、明确、可靠，其计算简图应与实 际受力一致；
❖ 节点应具有足够的强度、刚度，其承载力应等于或 高于构件的承载力；
❖ 采取合理的细部构造，使节点具有足够的延性和韧 性；
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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
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)
梁翼缘和腹板根据其刚度比分担弯矩：
M f
M
If I f Iw
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M
w
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：
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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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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)
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c
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
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
M
j u
jM
p
Vuj 1.2(2M p / ln ) VGb
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Mu、 Mp按抗拉强度和屈服强度下限计算：
M
j u
W
j p
fu
M p Wp fy
式中：Wpj－连接的塑性抵抗矩 Wp－被连接构件的塑性抵抗矩
fu－连接的抗拉强度下限 fy－钢材的屈服强度
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6.2 梁－柱节点设计
1) 节点分类与构造特点
❖ 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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类似于对形心 轴的面积矩
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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
t
w
(h
2t
f
)2
2bt f
(h / 2 t f
/ 2)
tw (h 2t f )2 / 4 bt f (h t f )
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
( / ) f 2
2
w
高层建筑钢结构第六章节点设f计
f
f
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：
箱形截面：
Wp
2
1 4
t
w
(h
2t
f
)2
2bt f
(h / 2 t f
/ 2)
tw (h 2t f )2 / 2 bt f (h t f )
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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