钢结构梁柱节点类型
钢结构梁柱连接节点研究综述
钢结构梁柱连接节点研究综述
钢结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式,梁柱连接节点是钢结构中至关重要的组成部分。
本文将针对钢结构梁柱连接节点进行研究综述,包括节点类型、设计方法和研究进展等方面。
钢结构梁柱连接节点的类型可以分为刚性节点和半刚性节点两种。
刚性节点是指连接点在受力时可以保持相对刚性,不发生变形;而半刚性节点则允许一定程度的变形。
刚性节点常用于对轴向力和剪力承载能力要求较高的场合,而半刚性节点则适用于对变位能力和耐震要求较高的场合。
钢结构梁柱连接节点的设计方法主要包括强度设计和变位设计两个方面。
强度设计是指根据节点在受力时的强度要求,确定节点构造的尺寸和形式;而变位设计则是根据节点在受力时的变位要求,确定节点构造的刚度和延性。
强度设计常用的方法有刚度法、刚塑性法和塑铰法等;而变位设计常用的方法有刚度-延性匹配法和能量法等。
钢结构梁柱连接节点的研究进展主要包括以下几个方面。
传统的节点设计方法已经逐渐不能满足高层建筑和大跨度结构的需求,因此需要开展更为精细化的节点设计研究。
随着结构性能设计的提出,节点的设计不仅要考虑强度和变位,还要考虑耐久性、可维修性和可拆卸性等方面的要求。
由于连接节点在结构中的重要性,一些新型的连接节点形式也得到了广泛研究,如刚性连接剪力墙、混凝土牵引锚固节点和复合式节点等。
随着计算机技术的发展,使用有限元软件对节点进行数值模拟分析也成为节点研究的重要方法。
钢结构H型钢梁柱连接节点分析及施工质量控制
钢结构H型钢梁柱连接节点分析及施工质量控制【摘要】分析了钢结构H型钢梁柱刚性连接节点分析的受力特性,针对钢结构施工中材料检验、焊接和高强螺栓连接等重要工序的施工质量提出了控制措施和检验标准。
【关键词】:钢结构连接节点高强螺栓焊接施工质量一、引言钢结构具有强度高、韧性好、抗震性能优良的优点,在工业和民用建筑上广泛应用。
近来年,随着钢结构工程量的增加,施工中存在有许多不规范操作,如:各构件连接结构不按图施工;焊接工艺执行不规范,角焊缝长度及腰高不符合设计和规范要求,对接焊缝无损检测比例低;以及高强螺栓摩擦面处理达不到设计要求的抗滑移系数,螺栓紧固扭矩不符合设计和规范要求等等。
这些施工质量缺陷会形成钢结构连接节点的薄弱环节影响其安全和使用寿命。
二、H型钢梁柱连接节点钢结构梁柱节点连接形式设计原则是传力可靠、结构受力简单明确,满足强度和抗震性能要求,并兼顾施工方便。
从受力特性而言,节点连接分为柔性连接(铰接)、半刚性连接、刚性连接等三种形式,其中,刚性连接具有具有较高的强度和刚度,在工业装置承重框架及民用建筑高层框架中最为常见,刚性连接根据受力特性又分为全焊接连接和栓焊连接、高强螺栓连接三种形式,如图1当柱为H型钢或工字钢时,梁与柱的刚性连接又分为柱墙轴方向连接和柱弱轴方向连接,强轴和弱轴连接都需在梁翼缘的对应位置设置水平加强肋。
全焊接连接(图1-a):梁翼缘与柱采用坡口全焊透焊接,梁腹板与柱采用双面角焊缝。
为保证焊透,施焊时梁翼缘下面需设置小衬板,衬板反面与柱翼缘相接处宜用角焊缝补焊。
为施焊方便梁腹板还要切去两角。
节点结构强度和刚度最高,无滑移,传力最充分,避免了螺栓钻孔对梁截面的削弱,在同等强度下最经济。
但焊接结构存在较大的焊接残余应力和变形,长期抗疲劳性较差。
焊接连接图(1-b):梁翼缘与柱采用坡口全焊透焊接,梁腹板与柱上焊接的连接板采用高强螺栓连接,梁翼缘的连接传递全部弯矩,腹板的连接只传递剪力。
建筑钢结构节点分类及设计要点3篇
建筑钢结构节点分类及设计要点3篇建筑钢结构节点分类及设计要点1建筑钢结构节点分类及设计要点随着钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛,建筑钢结构节点的设计也愈加重要。
建筑钢结构节点设计的合理性直接影响到整个建筑结构的安全性、可靠性和经济性。
因此,本文将从建筑钢结构节点分类和设计要点两个方面详细讨论。
一、建筑钢结构节点分类1. 框架节点框架节点是由梁柱与节点连接而成的结构,主要有“一般节点”和“特殊节点”两种类型。
一般节点是指梁柱用普通角钢或对焊构件连接而成的节点,适用于一般建筑的引入节点。
特殊节点则是在特别条件下需要特别设计的节点,例如大跨度钢结构等。
2. 梁柱节点梁柱节点指的是梁与柱的连接节点,包括直角节点、斜角节点和T形节点等。
其中,直角节点和斜角节点较为常见,采用对接和角钢连接方式。
T形节点则适用于柱子较长的情况,采用T形钢板和角钢连接方法。
3. 拉杆节点拉杆节点用于钢结构的张力成员或横向支撑等部位,其节点种类相对简单,一般采用角钢或对焊构件连接。
二、建筑钢结构节点设计要点1. 构件选择在建筑钢结构节点设计中,构件选择是至关重要的一步。
合理的构件选择可确保节点的安全性和可靠性。
构件选择原则应符合以下要求:1)选用高强度钢材2)选用断面积小而强度高的构件3)选用质量好、精度高的构件4)选用易焊接、加工方便的构件2. 节点连接方式节点连接方式既影响节点确定的强度,又影响节点的制造、竣工和可靠性。
因此,在建筑钢结构节点设计中,连接方式也是一个重要的考虑因素。
常见的连接方式有:1)对焊法:是钢结构连接中最常用的一种,可实现高效、稳定的连接。
2)螺栓法:适用于具有一定波动荷载的结构,易于拆卸。
3)铆钉法:适用于强度要求不高的节点,较容易造成板材变形。
3. 端板设计端板的设计是建筑钢结构节点设计的重要组成部分。
端板的设计应考虑到材料的冲切和刚性的要求,尽可能减小废材,减轻自重和增加节点的可靠性。
同时,设计时还要考虑下列几点:1)端板应与连接构件的轴线平行,以确保节点的刚性。
钢结构梁柱节点连接设计方法
浅谈钢结构梁柱节点连接设计方法摘要:随着社会的发展与进步,重视钢结构梁柱节点连接设计方法对于现实生活具有重要的意义。
本文主要介绍钢结构梁柱节点连接设计方法的有关内容。
关键词:钢结构;节点连接;设计方法;梁柱节点;中图分类号:tu391文献标识码: a 文章编号:引言钢结构连接节点设计是钢结构整个设计工作中的一个重要的环节,连接节点的设计是否安全, 对保证钢结构的整体性和可靠度、对制造安装的质量和进度和对整个建设周期和成本都有着直接的影响。
一、钢结构梁柱节点的基本特征在钢结构设计时,对于钢结构的连接形式在计算模型中的确定是钢结构计算、设计必须首先解决的问题,其次要明确传力途径,然后才能将整个结构受力模型简化出来用软件进行分析计算。
按照传力特征不同,节点分刚接、铰接和半刚性连接。
( 1) 铰接连接节点,具有很大的柔性。
钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接,上、下翼缘无需进行现场焊接。
采用铰接时构造简单,使现场安装程序大为简化,现场作业量大大减小,现场安装可以不受天气及季节的影响,钢结构的安装速度大大提高。
但是,铰接连接刚度和耗能性能差,对于结构抗风、抗震不利。
( 2) 刚性连接节点,具有较高的强度和刚度。
其特点是受力性能好,但构造复杂,施工难度大。
设计中梁柱节点一般是做刚接,这是由于梁柱节点承受的荷载一般较大而且还要抵御风荷载和水平地震引起的位移。
( 3) 半刚性连接节点,刚度和强度介于铰接和刚接之间。
我国《钢结构设计规范》中没有给出半刚性连接的具体计算和设计方案,而且节点转动刚度很难确定。
这样的节点形式在工程设计中一般很少采用。
结构设计中习惯的做法是把连接当成理想刚接或者铰接,这样做能够使计算大大简化,得到的计算结果必然与实际存在偏差。
目前,主要通过采用调整系数来减少这种偏差。
二、梁柱节点的设计钢框架中梁与柱的连接起着在两种构件之间传递弯矩和剪力的作用, 是钢框架的主要组成部分, 它的性能直接关系到结构的整体反应。
钢结构框架梁柱节点性能分析
钢结构框架梁柱节点性能分析摘要:钢结构框架梁柱节点施工是提升建筑抗震性的主要工序,因此应优化梁柱节点的质量。
本文通过概述钢结构框架梁柱节点内容,围绕有限元模型、载荷等方面研究钢结构框架梁柱节点性能,分析多种要素对于节点性能的影响,为优化节点质量提供参考意见,提升建筑工程整体质量,突出项目结构的抗震性能。
关键词:建筑工程;钢结构框架;梁柱节点前言:钢结构具有韧性塑性强、重量轻、制造简便的优势,该模式在建筑工程中的应用可以缩短施工周期、提升抗震性能。
其中梁、柱节点是框架关键连接位置,其性能会决定框架结构在载荷基础下的整体性。
因此,有必要深入分析钢结构框架梁柱节点的实际性能,实现构件和节点的标准化设计,优化节点性能。
1钢结构框架梁柱节点概述1.1刚性连接模式其一,全焊连接。
借助融透的方式焊接梁上下翼,通过双面胶焊接腹板。
上述连接模式对于焊接技术要求较高,若操作失误会导致应力集中,对施工结构受到影响。
其二,全栓焊接。
借助T型钢,使用高强螺栓连接梁翼和柱翼,不会产生三向应力和残余应力。
其三,混合连接。
该模式包含两方面内容:一方面是利用融透焊接梁上下翼,并通过大刚度角钢连接高强螺栓,借助剪力板连接柱翼和高强螺栓。
多层钢结构中主要利用刚性连接梁柱,通过柱贯通方式连接框架柱和梁。
针对抗震部分,应确保梁翼缘厚度和加劲肋相同。
若属于非抗震区域,加劲肋的厚度应≥梁翼缘厚度的1/2,满足板件的实际宽厚比值,防止连接节点受到破坏。
1.2柔性连接模式柔性连接又称为铰接连接,在梁侧无线位移,不过可以进行自由的转动。
该模式包含承托、端板以及角钢三方面。
其中,角钢主要连接柱和梁腹板,可以借助连接板替代角钢。
端板连接模式和角钢相同,但不可替代。
利用承托连接模式连接柱的腹板时,主要将厚板当作承托构件,防止柱腹板弯矩较大,确保偏心力矩传输至柱翼位置。
2钢结构框架梁柱节点性能研究2.1构建有限元模型本课题主要借助有限元软件,依据相关学者关于连接节点的研究内容,构建建筑工程中钢框架梁的非线性节点有限元模型,分析其中力学性能的差异性,为后续工程梁柱节点连接模式提供新思路[1]。
钢结构(柱脚)刚接与铰接的区别
刚性连接与铰性连接钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。
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%。
半刚性连接则介于二者之间。
梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。
其设计要求如下:(1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。
受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。
压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。
(2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。
因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。
连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。
&&& 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。
刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。
地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。
对于柔性连接则只要求其抗剪能力。
半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。
&& 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。
对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。
为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。
刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。
&&& 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。
&&& 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。
钢结构节点连接设计手册
钢结构节点连接设计手册钢结构节点连接设计手册第一章:引言1.1 目的本手册旨在提供钢结构节点连接设计的指导原则和规范,以确保连接的安全性、可靠性和经济性。
1.2 适用范围本手册适用于各类钢结构节点连接设计,包括梁柱节点、梁梁节点、梁板节点等。
1.3 参考标准本手册的设计原则和规范参考以下标准:- GB 50017-2017 《钢结构设计规范》- GB 50018-201X 《钢结构工程质量验收规范》- GB 50019-201X 《钢结构防腐蚀技术规范》- GB 50046-201X 《建筑地震设计规范》第二章:基本原则2.1 安全性连接设计应满足结构强度和稳定性的要求,确保在正常使用和极限状态下的安全性。
2.2 可靠性连接设计应考虑材料的可靠性和制造工艺的可控性,确保连接的可靠性和一致性。
2.3 经济性连接设计应尽可能减少材料的使用量和制造成本,同时保证连接的质量和可靠性。
第三章:节点类型3.1 梁柱节点梁柱节点是钢结构中最常见的连接形式,其设计应满足以下要求:- 满足梁柱节点的强度和刚度要求。
- 考虑梁柱节点的受力特点,选择合适的连接方式。
- 考虑梁柱节点的施工工艺,选择适合的节点类型。
3.2 梁梁节点梁梁节点是连接两根梁的关键部位,其设计应满足以下要求:- 满足梁梁节点的强度和刚度要求。
- 考虑梁梁节点的受力特点,选择合适的连接方式。
- 考虑梁梁节点的施工工艺,选择适合的节点类型。
3.3 梁板节点梁板节点是连接梁与板的关键部位,其设计应满足以下要求:- 满足梁板节点的强度和刚度要求。
- 考虑梁板节点的受力特点,选择合适的连接方式。
- 考虑梁板节点的施工工艺,选择适合的节点类型。
第四章:设计步骤4.1 确定受力情况根据结构荷载和受力特点,确定节点受力情况,并进行力学分析。
4.2 选择连接方式根据受力情况和结构要求,选择合适的连接方式,并进行初步设计。
4.3 进行强度校核根据选定的连接方式,进行强度校核,并根据校核结果进行优化设计。
钢结构梁柱连接节点研究综述
引言
近年来,随着我国钢铁行业的不断发展,钢结构呈快速发 展形势,越来越多的民用、工业建筑采用钢结构体系。在钢结 构的设计、生产、施工中,梁柱节点一直是关键。梁柱节点的 设计直接影响了后续的生产加工以及现场的安装。节点的刚度 对整栋建筑的安全性起到了至关重要的作用。所以梁柱节点的 设计在钢结构中显得尤节点在实际工程中应用较为广泛,能很好地将柱
壁—钢梁连接,使柱壁受力及变形较为平均,传力路径明确。内 隔板式节点的缺点主要体现在加工上,需要将柱壁分开,分别与 隔板焊接完成再重新拼装,过程显得较为烦琐。由于节点处隔板 与柱壁之间的连接需采用全熔透焊缝,故对于焊接成型钢管柱可 采用内隔板式节点,对于成品钢管柱不可采用此类节点。
结构学报,2007,43(22):9-14. [2] 张莉若,汤中发,王明贵.套筒式钢管混凝土梁柱节点试验研究[J].
建筑结构,2005,(8):73-75. [3] 邵永波,王文杰,陈英.环口板加固T型方钢管节点滞回性能的试
验研究[J].西南交通大学学报,2013,48(1):75-80. [4] 陈以一,张梁,王拓.无加劲冷成型方钢管-H形钢梁翼缘板焊接节
Construction & Decoration
建筑技术
钢结构梁柱连接节点研究综述
张晓凡 合肥工业大学/土木与水利工程学院 安徽 合肥 230009
摘 要 本文对钢结构梁柱连接节点形式做一个总结,对目前实际工程中常用的梁柱连接方式进行对比分析,对不 同结构中梁柱连接节点的选用提供比较。 关键词 梁柱节点;连接方式;钢结构;新型连接节点
3 结束语 ①梁柱连接节点是钢结构中重要组成部分,选用合适的节
点形式对于整体结构受力、外观造型、工厂加工、施工等有重 大影响。②现有的多种梁柱连接节点形式各具优点,在设计时 应综合考虑。 ③新型节点连接形式很好地解决了传统节点形式 施工不便、影响外观等缺点。
【钢结构研究】中美欧各国规范关于梁柱节点的规定
1刚接或半刚接节点1.1欧洲规范(EN1993-1-8,5.2.2.5,54页)梁柱节点:对于框架支撑结构,当支撑体系可减少至少80%结构水平侧移时,初始连接转动刚度不小于8倍梁线刚度视为刚接节点;对框架结构,初始连接转动刚度不小于25倍梁线刚度视为刚接节点,欧洲标准定义刚性节点的依据是节点承载力与理想刚性节点相比下降不超过5%;初始连接转动刚度在0.5到25倍梁线刚度之间(开区间)视为半刚接,但是当框架梁柱线刚度比小于0.1时,即使满足初始连接转动刚度不小于25倍梁线刚度这一条件,亦视为半刚接节点。
柱脚:满足以下条件时柱脚可视为刚接:其中为假设柱子梁端铰接的柱子长细比。
1.2美国规范对刚性(FR)和半刚性(PR)节点,美国规范AISC360-10B章、J章仅给出了定性规定,规定刚性节点应有足够强度和刚度在承载力极限状态维持节点处角度,而柔性节点(simple connections)应几乎不传递弯矩,并有设计所要求的转动能力。
AISC341-16按不同结构形式分别给出了连接要求,对于钢板剪力墙结构边缘构件的连接,规范指出应满足框架结构(moment frame system)的连接要求,采用FR或PR连接形式。
对FR连接,规范规定(AISC341-16第E章6b节,34页)刚性连接应满足传递弯矩和剪力的强度要求,并应考虑超强系数和硬化,按下式计算:对于弯矩: ≥ ∙ /Ry取值为1.1, 取值为1.0(LRFD设计法)或1.5(ASD设计法);Mp对于剪力: ≥Lcf为梁净跨。
对PR连接,规范规定(AISC341-16第E章6b节,35页)半刚性连接应满足传递弯矩和剪力的强度要求,并在设计时考虑刚度和变形能力,包括对结构整体稳定性的影响。
对于弯矩:连接的名义抗弯强度(nominal flexure strength of connection)不应低于梁塑性弯矩Mp的50%;对于剪力:与刚性节点形式相同,将Mp替换为连接的名义抗弯强度即可。
钢结构梁柱T型连接节点力学性能分析
钢结构梁柱T型连接节点力学性能分析钢结构梁柱T型连接节点是一种常用的连接方式,广泛应用于建筑和桥梁等领域。
在设计过程中,对该连接节点的力学性能进行分析至关重要,可以确保节点在使用过程中的稳定性和安全性。
本文将从节点的受力特点、节点的承载能力和节点的破坏机制三个方面进行力学性能的分析。
钢结构梁柱T型连接节点的力学性能受节点的受力特点影响。
在节点的受力过程中,主要包括节点受压、受拉和剪切力的作用。
节点受压和受拉力由梁或柱传递给节点,而剪切力则是由横接梁产生的。
在节点内部,通过加强筋和螺栓等连接件来承载这些受力。
因此,节点的力学性能取决于节点的材料性能和连接方式,并需要满足相应的安全强度和刚度要求。
节点的承载能力是指节点能够承受的最大力。
要分析节点的承载能力,需要考虑节点内部的受力传递机制和材料的强度。
节点内部的受力传递机制是材料的刚度和弹性恢复能力的体现,而材料的强度决定了节点的破坏载荷。
节点的承载能力可以通过计算和试验来确定。
在计算过程中,可以使用有限元分析等方法,考虑节点内部的应力分布和应变变化。
在试验过程中,可以通过加载试验来模拟实际工况,测试节点的承载能力。
节点的破坏机制也是分析节点力学性能的重要方面。
节点的破坏主要包括连接件破坏和节点整体破坏两种情况。
连接件破坏是指连接件的强度不足导致螺栓的断裂或剪切带的形成。
节点整体破坏是指节点柱或梁的破坏,通常是由于节点承载能力不足或材料疲劳引起的。
在进行节点的力学性能分析时,需要考虑连接件和节点本身的破坏机制,并采取相应的措施来提高节点的抗震性能和破坏韧性。
综上所述,钢结构梁柱T型连接节点的力学性能分析涉及节点的受力特点、节点的承载能力和节点的破坏机制。
通过对节点的力学性能进行分析,可以有效提高连接节点的设计和施工质量,确保节点在使用过程中的稳定性和安全性。
在实际工程中,应根据具体的工况和要求,选择合适的节点连接方式和优化的设计方案,以确保节点的力学性能满足工程的需求。
钢结构厂房梁柱节点设计
钢结构厂房梁柱节点设计随着工业化的快速发展,钢结构厂房在各种工业设施中得到了广泛应用。
在这些厂房中,梁柱节点是整个结构体系中非常重要的一部分。
因此,对梁柱节点进行合理的设计,对于确保厂房的安全性和稳定性至关重要。
在钢结构厂房中,梁和柱是主要的承重构件。
梁柱节点是这两个主要承重构件的连接点,它的设计直接影响到整个厂房的结构安全性。
如果梁柱节点设计不合理,可能会导致结构的整体稳定性下降,甚至引发安全事故。
因此,对梁柱节点的设计是钢结构厂房设计的关键环节。
强度原则:梁柱节点应具有足够的强度,以保证在承受荷载时不会发生变形或破坏。
刚度原则:梁柱节点应具有足够的刚度,以减少在地震或风载等自然灾害作用下的变形。
稳定性原则:梁柱节点应具有足够的稳定性,以防止在承受荷载时发生失稳现象。
构造原则:梁柱节点的设计还应满足构造要求,如焊接、连接等。
刚性节点:刚性节点具有良好的强度和刚度,适用于承受较大荷载的情况。
但是,由于其对制造和安装的要求较高,因此在一些特定情况下可能会增加成本。
柔性节点:柔性节点具有较好的变形能力和耗能性能,适用于地震多发地区。
但是,其强度和刚度相对较低,需要采取额外的措施来提高其承载能力。
半刚性节点:半刚性节点具有部分刚度和强度,适用于一些特定的情况。
其应用范围相对较窄,需要根据具体情况进行选择。
根据厂房的实际情况,确定梁柱节点的类型和特点。
根据强度、刚度和稳定性原则,对梁柱节点进行初步设计。
根据构造原则,对初步设计的梁柱节点进行优化和完善。
根据优化后的设计方案,进行详细的施工图绘制。
在施工图绘制完成后,进行结构分析和验算,以确保梁柱节点的安全性和稳定性。
在施工过程中,对梁柱节点的制作和安装进行严格的监督和控制,以确保其符合设计要求和质量标准。
在使用过程中,对梁柱节点进行定期的检查和维护,以确保其安全性和稳定性。
钢结构厂房的梁柱节点设计是整个结构体系中的关键环节。
在进行设计时,需要根据实际情况选择合适的类型和特点,并遵循强度、刚度和稳定性原则进行初步设计和优化。
钢结构梁柱节点连接设计
钢结构梁柱节点连接设计摘要:钢结构建筑是工业不断发展的产物。
与传统施工技术相比,钢结构施工技术在应用性能和资源利用方面具有突出的价值。
在当前的建筑施工中,钢结构施工也被高度关注,这是建筑工程发展的一个标志。
随着我国基础设施项目的进展,越来越多的工程建筑开始使用装配式钢结构,在施工中备受关注,逐渐体现出钢结构的优势。
未来,钢结构或将成为中国建筑工程的主要形式。
因此,我们需要加大对梁柱连接的分析,实施合理的施工技术应用,为建筑行业的发展奠定基础。
关键词:钢结构;梁柱节点;连接设计引言钢结构作为一种现代化的建筑形式,在建筑行业得到广泛应用。
它的主要特点是采用工厂预制和现场组装的方式,具有施工效率高、质量可控、成本低等优势。
在钢结构中,梁柱节点连接是整个结构中最重要的组成部分之一,直接影响到结构的力学性能和整体稳定性。
传统的梁柱节点连接方法存在一些问题。
首先,传统的焊接连接或螺栓连接方式难以满足装配式建筑对高效施工的要求。
其次,传统连接方法的刚度和强度无法满足现代建筑结构对抗地震和风荷载的需求。
此外,传统连接方法在连接质量和施工工期方面也存在一定的局限性。
为了克服传统梁柱节点连接方法的局限性,许多研究者提出了不同的优化设计方法。
然而,现有的优化方法在提升节点连接处的力学性能方面效果有限,还需要进一步深入研究和改进。
基于此,文章针对钢结构梁柱节点连接设计展开研究,以供参考。
1、钢结构梁柱节点特征钢结构梁柱节点是钢结构中的重要组成部分,连接着钢梁和钢柱,在整个钢结构中起到了至关重要的作用。
一个优良的节点设计能够保证结构的强度、刚度和稳定性,而较差的节点连接方式则会导致结构失稳、破坏或者变形。
以下是钢结构梁柱节点的特征:1.高强度:钢结构梁柱节点通常要承受较大的载荷,并且要保证稳定性。
因此,在设计时需要考虑节点的强度,选择合适的钢材品种和规格。
2.刚度大:为了保证整个结构的刚度和稳定性,钢结构梁柱节点需要具备较大的刚度,尤其是在受剪力和扭矩作用下。
梁柱节点的设计
钢结构梁柱节点设计探讨1.常用的刚性连接节点常用的刚性连接的形式有全焊接节点、栓焊混合节点和全栓接节点。
1.1、全焊接节点:梁的上下翼缘采用坡口对接焊缝,梁腹板用角焊缝与柱翼缘连接。
2、栓焊混合节点:梁的上下翼缘采用坡口对接焊缝,梁腹板与焊接在柱翼缘上的连接板采用高强螺栓连接。
3、全栓接节点:梁的上下翼缘采用T形或角钢连接件与柱通过高强螺栓连接。
规范中关于这块的相关条文:《钢结构设计标准》GB50017-2017中12.3.1条“梁柱连接节点可采用栓焊混合连接、螺栓连接、焊接连接、端板连接、顶底角钢连接等构造。
”《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015中8.1.1条“1、梁与H形柱(绕强轴)刚性连接以及梁与箱形柱或圆管柱刚性连接时,弯矩由梁翼缘和腹板受弯区的连接承受,剪力由腹板受剪区的连接承受。
2、梁与柱的连接宜采用翼缘焊接和腹板高强度螺栓连接的形式,也可采用全焊接连接。
一、二级时梁与柱宜采用加强型连接或骨式连接。
3、梁腹板用高强度螺栓连接时,应先确定腹板受弯区的高度,并应对设置于连接板上的螺栓进行合理布置,再分别计算腹板连接的受弯承载力和受剪承载力。
”2.连接节点的计算原则:规范中关于这块的相关条文:《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中8.2.1条“钢结构应按本节规定调整地震作用效应,其层间变形应符合本规范第5.5节的有关规定。
构件截面和连接抗震验算时,非抗震的承载力设计值应除以本规范规定承载力抗震调整系数”、8.2.8条“1.钢结构抗侧力构件连接的承载力设计值,不应小于相连构件的承载力。
2.钢结构抗侧力构件连接的极限承载力应大于相连构件的屈服承载力。
”《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015中8.1.1条“高层民用建筑钢结构的连接,非抗震设计的结构应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定执行。
抗震设计时,构件按多遇地震作用下内力组合设计值选择截面;连接设计应符合构造措施要求,按弹塑性设计,连接的极限承载力应大于构件的全塑性承载力。
gAAA型钢混凝土框架梁柱节点
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• 地震相关参数: 本工程抗震设防烈度为7度, 地基无液化问题,场地类别为上海地区IV类。 设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分 组为第一组,特征周期0.9s。
• 本工程各单体均属于丙类建筑,安全等级 为二级,设计使用年限为 50年,高层住宅 抗震等级详见附表。
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• 框支框架是 特一级 • 底部加强部位剪力墙 是 一级 • 非底部加强部位剪力墙是 一级
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2. 当梁上集中荷载靠近支座时(转换柱在支座 附近),钢骨混凝土可分为二种情况
2.1)支座处:剪力大、弯矩小:
•计算:型钢按左(无翼缘,有腹板)——中(有工 字型钢骨)——右(无翼缘,有腹板) •构造:钢腹板参与抗剪,钢筋(箍)共同承担支座 剪力, •腹板进入邻跨钢筋混凝土梁中>1/4梁的跨度。 •梁端至钢骨截断处以外2倍梁高范围内钢筋混凝土 梁箍筋加密。
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型钢混凝土框架梁柱节点电算
型钢混凝土框架梁柱节点电算要点 1.钢骨混凝土梁承受跨中弯矩较大时(梁上集中力
作用在梁跨中附近)。 计算(电算)采用分三段,左(无钢骨)——中 (有工字型钢骨)——右(无钢骨), 工字型钢骨仅考虑承受跨中弯矩, 支座处仅腹板伸进柱内(爪子),起构造作用。 支座处的弯矩和剪力全部由钢筋混凝土梁承受。
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超限情况说明
• 高度超限:在本工程中,B级高度钢筋混 凝土高层建筑的最大适用高度为120m。
• 平面不规则:突出长度l/Bmax大于0.35。 • 竖向抗侧力构件不连续:一~五号楼部
分抗震剪力墙的内力由水平转换大梁向 下传递。
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结构超限处理措施:
计算分析: 根据超限情况说明,本大楼平面和竖向均存在
钢结构梁柱T型连接节点力学性能分析
钢结构梁柱T型连接节点的力学性能分析*摘要:为深入对比分析T型连接件各参数变化对节点力学性能的影响,利用ANSYS有限元结构分析软件建立了10个不同构造尺寸的三维有限元计算模型,并对其进行单向静力荷载作用下的有限元分析。
研究了翼缘板厚度、螺栓直径及螺栓平面构造等几何参数变化对其力学性能的影响。
分析结果表明:T型连接节点具有较高的承载能力以及较强的塑性变形能力;改变T型连接件翼缘板厚度、螺栓直径以及螺栓中心至腹板边缘的距离对T型连接节点的力学性能均有明显影响;增加T型连接件翼缘板厚度和螺栓直径,可以提高T型件连接节点承载力,减小连接板件的变形和撬力。
关键词:T型连接件;高强螺栓;节点承载力;三维有限元模型1 概述近年来,钢框架梁柱T型连接节点以其良好的承载力、抗震性能以及造价经济、施工快捷、安装方便等优点,在钢结构工程领域中得到了广泛应用。
T型连接节点是采用T型连接件通过高强螺栓将梁柱连接的一种特殊节点形式(图1a),在梁端弯矩作用下水平力通过梁翼缘经抗剪螺栓以及T型件腹板传递给T型件翼缘和抗拉螺栓,T型件翼缘在较大的拉力作用下发生弯曲变形而产生接触力作用,对抗拉螺栓的受力产生较大影响,从而使整个节点表现出复杂的力学性能,故有必要针对T型件连接节点的力学性能开展深入研究。
目前,国内外有很多学者[1-6]针对梁柱T型连接节点进行了大量试验研究和有限元分析,深入研究了T 型连接节点的刚度、承载力及螺栓拉力和撬力的分布规律,并提出T型连接节点受拉区的简化分析模型(图1b),但目前针对T型连接件几何参数变化对节点力学性能影响的研究较少,故本文利用ANSYS有限元结构分析软件,采用简化T型连接节点模型(图1b),通过改变T型件翼缘板厚度、螺栓直径及螺栓平面构造等参数,深入研究其对T型连接节点力学性能的影响,以其为工程应用提供参考。
2 有限元模型的建立2.1 试件设计本文采用ANSYS有限元结构分析软件建立10个T型连接节点的简化模型(图1b),对其进行静力荷载作用下的有限元分析,深入研究T型连接件翼缘板厚度、螺栓直径及螺栓平面构造等参数变化对其力学性能的影响。
有关钢结构梁柱节点连接方法的分析和探讨
点和 设 计 要 点 。
关键词 : 梁柱节点 全焊 节点 高强度螺栓 中图 分类 号 : U T 7 文 献标 识 码 : A
文章 编 号 : 6 3 9 ( 0 o o ( ) O 8 - 1 1 2 7 1 2 1 ) 2b - 0 5 0 7-
钢 结 构 在 现 代 高 层建 筑 中 应 用 越 来 越 弱 杆 件 ” 原 则 来加 强节 点 , 不 失 稳 的 前 使 用 不 多 , 设 计 参 考 资料 较 少 。 规 范 中 的 在 故 原
钢 结 构 高 强 度 螺 栓 连 接 是 一 种 新 型螺 1 1全 焊 节点连 接 的特 点 . 栓 连 接 形 式 , 种 连 接 方 式 可 简 化 制 造 和 这 全焊 节 点 连 接 是 目前 高 层钢 结 构 工 程 安 装 工 艺 , 于 结 构 承 受 动 载 十 分 有 利 , 对 这 中 应 用 较 为 广 泛 的 一 种 梁 柱 节 点 连 接 方 种 连 接 方 式 的 施 工要 求 十 分 严 格 。 因其 连 式 。 柱 焊 接 节 点 的 构造 形式 有 多 种 , 一 接 的 整 体 性 和 刚 度 较 好 , 梁 梁 目前 在 国 外 已 得 般 为 H形 , 柱 有 l 形 或 箱 形 两 种 。 焊 节 到 普 遍 应 用 , 其 是 高 层 和 超 高 层 钢 结 构 而 I 全 尤 点连 接 具 有 施 工 方 便 、 省钢 材 、 体 刚 度 的 连 接 节 点 均 采 用 了 高 强 度 螺 栓 连 接 方 节 整 大 的 特 点 , 在 抗 弯 钢 结 构 中 扮 演 着 举 足 式 , 及 承 受 动 载 的 结 构 设 计 中 应 用 也 较 它 以 轻 重 的 角 色 。 期 人 们 都 以 为 梁 柱 焊 接 节 多 。 国 的 一 些 桥 梁 和 民 用 建 筑 也 逐 渐 开 早 我
钢结构梁柱连接节点构造详解
钢结构梁柱连接节点构造详解梁与柱的连接1.1 梁与柱刚性连接的构造,形式有三种。
(1)梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接,即全焊接节点;(2)梁翼缘与柱全熔透焊接,梁腹板与柱螺栓连接,即栓焊混合节点;(3)梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接,即全栓接节点;上图为三种梁柱刚性连接节点1.2 梁与柱刚性连接的构造(1)工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接的细部构造:上图为梁与柱刚性连接细部构造(2)工字形柱和箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种:a、悬臂梁与梁栓焊混合节点;b、悬臂梁与梁全栓接节点。
上图为柱带悬臂梁段与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。
1.3 改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施对于有抗震性能要求的梁柱刚性连接,在遭遇罕见强烈地震时,应在构造上保证钢梁破坏先于节点破坏,保证梁柱节点的安全,即强柱弱梁、强节点弱构件的设计原则。
(1)骨形连接骨形连接是通过削弱钢梁来保护梁柱节点。
这种骨形连接在日本比较流行。
上图为骨形连接(2)楔形盖板连接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,增强梁柱节点上图为几种常见的梁端翼缘加焊楔形盖板做法(3)外连式加劲板连接对于箱型或圆形截面柱与梁刚性连接,除了采用骨形连接、楔形盖板之外,还可采用外连式加劲板连接,节点强度明显大于钢梁强度。
1.4 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。
上图为工字形柱弱轴与主梁刚性连接1.5 梁柱节点域的加强工字形由上下水平加劲肋和柱翼缘所包围的柱腹板简称为节点域。
钢结构梁柱连接详图
1 .铰接连接( 1 )梁支承于柱顶时图 6 - 45 所示为梁支承于柱顶的典型柱头构造。
梁端焊接一端板(亦即梁的支承加劲肋),端板底部伸出梁的下翼缘不超过端板厚度的 2 倍。
依靠端板底部刨平顶紧于柱的顶板而将梁的端部反力传给柱头。
左右两梁端板间用普通螺栓相连并在其间设填板,以调整梁在加工制造中跨度方向的长度偏差。
梁的下翼缘板与柱顶板间用普通螺栓相连以固定梁的位置。
这种支承方式基本上使柱中心受压,可用于轴压柱的柱头构造设计。
柱顶顶板用以承受由梁传下来的压力并均匀传递给整个柱截面,因而顶板必须具有一定的刚度,通常取厚度:t=20~30mrn ,不需计算。
为了不使柱顶部腹板受力过分集中,在梁的端板下的柱腹板处可设置加劲肋。
顶板与柱顶用角焊缝连接,并假定由此角焊缝传递全部荷载,焊脚尺寸通过计算确定。
当柱腹板处设有加劲肋时,柱顶顶板焊缝的这种计算偏于保守,因这时大部分荷载将由加劲肋传递。
加劲肋的连接需经计算。
加劲肋顶部如刨平顶紧于柱顶板的底面,此时与顶板的焊缝按构造设置,否则其与顶板的连接角焊缝应按传力需要计算。
加劲肋与柱腹板的竖向角焊缝连接要按同时传递剪力和弯矩计算,剪力为由加劲肋顶部传下之力,此力作用于每边加劲肋顶部的中点,对与柱腹板相连的竖向角焊缝有偏心而产生弯矩,参阅图 6-45 ( a )右图。
图 6-5 ( b )示一格构式柱的柱头构造,要注意的是:为了保证格构式柱两分肢受力均匀,不论是缀条柱或缀板柱,在柱顶处应设置端缀板,并在两分肢的腹板处设竖向隔板。
当梁传给柱身的压力较大时,也可采用如图 6 -45 (c)所示构造,梁端加劲肋对准柱的翼缘板,使梁的强大端部反力通过梁端加劲肋直接传给柱的翼缘,梁底可设或不设狭长垫板。
但需注意,当两梁传给柱的荷载不对称时(如左跨梁有可变荷载,右跨无可变荷载),采用这种形式柱头的柱身除按轴心受压构件计算外,还应按压弯构件(偏心受压)进行验算。
( 2 )梁支承于柱顶的两侧时侧面连接时最常用的柱头构造如图 6-46 所示。