钢结构常用节点构造

➢天沟（ Cullis ）
➢梁与柱的连接
梁柱连接按转动刚度的不同可分为铰接、刚接、半刚接三类。 连接的转动刚度和连接的构造方式有直接关系。
① ② 属于半刚性连接。 ②的连接端板足够厚时，可以作为刚性连接。 ③仅将梁腹板用单角钢连于柱的，转动刚度很小，属于铰接。
✓钢梁与混凝土铰接连接：
➢梁柱刚性连接可以做成完全焊接的，栓接的及栓焊混合连接。
粗制 较低，栓径与 较低 低 1）抗拉连接；
(C级) 孔径之差为1～ 1.5mm, Ⅱ类孔
2）静力荷载下抗剪连接； 3）加防松措施后受风振作用抗剪；
4）可拆卸连接；
5）安装螺栓；
6）与抗剪支托配合抗拉剪联合作 用
➢A级、B级螺栓材料性能为8.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为800N/mm2 屈强比为0.8
① 叠接：次梁直接放在主梁上，用螺栓或焊缝固定其相互位置， 不需计算。为避免主梁腹板局部压力过大，在主梁相应位置应设支承加劲 肋。叠接构造简单、安装方便。
② 侧面连接：几种典型的主次梁简支连接、其中前三个图的次梁 都是只连腹扳，不连冀缘。不同的是有的用连接角钢，有的用连接板或利 用主梁加劲肋。(b)图的连接板较宽，使次梁不必切除部分冀缘。(d)图在次 梁下面设有承托角钢，可便于安装。承托虽然能够传递次梁的全部支座压 力，但为了提供扭约束，次梁腹板上部还需要有连接角钢，可只在一侧设 置。(c)图需将次梁上下翼缘的一侧局部切除。考虑到连接处有一定的约束 作用，并非理想铰接，可将次梁反力R 加大20％～30％进行连接计算。
✓圆钢支撑的接长 依据《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18-2003 中4.4节
➢柱间支撑（ Bracing between Columns）
柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载（如有吊车， 还应计人吊车纵向制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁 架计算；对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列 设有多 道柱问支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑。
拼接角钢采取与弦杆相同的规格，并切去部分竖肢及切去直角边棱。切 肢△=t+hf+5mm 以便施焊，其中t 为拼接角钢肢厚，hf 为角焊缝焊脚尺 寸，5mm 为余量以避开肢尖圆角； 切棱是使之与弦杆贴紧（图7-125b）。 切肢切棱引起的截面削弱（一般不超过原面积的15％）不太大，在需要 时可由节点板传一部分力来补偿。 也有将拼接角钢选成与弦杆同宽但肢厚稍大一点的。 当为工地拼接时，为便于现场拼装，拼接节点要设置安装螺栓。 拼接角钢与节点板应各焊于不同的运输单元，以避免拼装中双插的困难 也有的将拼接角钢单个运输，拼装时用安装焊缝焊于两侧。
双片式柱间 支撑
➢隅撑
隅撑是防止钢柱内翼缘、钢梁的下翼缘失稳的构件，及减小柱梁的 计算长度，对钢梁的稳定有着举足轻重的作用。
隅撑与刚架构件腹板的夹角不宜小于45。
➢拉条(SAG ROD)
隅撑的设置和檩条（或墙梁）间拉条的设置是保证整体稳定的 重要措施，有的工程设计把它们取消，可能造成工程隐患。 如果因特殊原因不设隅撑时，应采取有效的可靠措施保证梁柱 翼缘不出现屈曲。
柱脚的具体构造取决于柱的截面形式及柱与基础的连接方式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 刚接柱脚与基础的连接方式有支承式、埋人式、外包式三种。 铰接柱脚均为支承式。
✓铰接柱脚不受弯矩,刚接柱脚因同时承受压力和弯矩，构造上 要保证传力明确，柱脚与基础之间的连接要兼顾强度和刚度， 并要便于制造和安装。 无论铰接还是刚接，柱脚都要传递剪力。对于一般单层厂房来 说，剪力通常不大，底板与基础之间的摩擦就足以胜任。
腹板的拼接常首先进行螺栓布置，然后验算。布置螺栓时应注意满足螺 栓排列的容许距离要求。计算时，梁拼接截面处的剪力V 视为全部由腹 板承担，并假定作用在螺栓群的形心处，由各螺栓平均分担。
➢柱脚节点
柱脚的功能是将柱子的内力可靠地传递给基础，并和基础有 牢固的连接。柱脚构造应该尽可能符合结构的计算简图。在整 个柱中柱脚是比较费钢材也比较费工的部分。
螺栓连接（bolted connections） 普通螺栓连接 高强螺栓连接
普通螺栓连接
➢ 分为A、B、C三个等级
类别
加工精度
抗剪 成本 性能
使用范围
精制 高，栓径与孔 高 (A、B) 径之差为0.5～
级 0.8mm，I类孔
高 1）构件精度很高的结构，机械结 构；
2）连接点仅用一个螺栓或有模具 套钻的多个螺栓连接的可调节杆件 （柔性杆）
在拼接处同时有弯矩和剪力的作用。设计时必须使拼接板和高强度螺柱 都具有足够的强度，满足承载力要求，并保证梁的整体性。
梁翼缘板的拼接，通常应按照等强度原则进行设计，即应使拼接板的净 截面面积不小于翼缘板的净截面面积。高强度螺栓的数量应按翼缘板净 截面面积An所能承受的轴向力N=Anf 计算，f 为钢材的强度设计值。
刚架柱柱脚宜采用平板式铰接柱脚， 当有吊车时，应采用刚接柱脚。
柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。锚 栓直径的确定除按计算求得外，还应考虑构造要求，以及工程 上实际可能承受部分剪力等不利因素，直径不宜大小。锚栓应 采用双螺母，锚栓应有足够锚固长度或在端部设置锚板。
柱脚底板的厚度按 计算求得，一般底 板不小于16mm，且 不小于柱翼缘厚度 的1.5 倍。
有蓝图可依，有国家标准规范规程可依 传力明确、安全可靠、构造简单、易于施工 焊接连接、紧固件连接(螺栓、铆钉等)
各种连接方法对比
焊缝连接(welded connection) 优点： 构造简单，任何形式的构件都可直接相连； 用料经济，不削弱截面； 制作加工方便，可实现自动化操作； 连接的密闭性好，结构刚度大 缺点：
在阶形柱变截面处构造肩 梁的主要目的有二：其一， 是将上、下段柱连成整体， 实现上、下段柱的内力传 递，保证不产生相对转角 和位移；其二，是解决吊 车梁、制动梁和柱的连接。
➢梁与梁的连接
主次梁相互连接的构造与次梁的计算简图有关。 次梁可以简支于主梁，接构造可以区分为叠接和侧面连接。
门式刚架斜梁与柱的连接宜采用高强度螺栓连接，可采用端板 竖放，端板平放和端板斜放三种形式，如图18.7.1。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002 中关于端 板厚度的计算公式， 系按平面端板塑性分析和将屈服线控制在 端板边缘的方法，简化了计算和限制变形，因此， 端板连接螺 栓必须采用高强度螺栓，以确保假定计算模型的成立。
➢C级螺栓材料性能为4.6级或4.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为400N/mm2 屈强比为0.6或0.8
高强螺栓连接
➢摩擦型连接：只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接 触面摩擦力作为设计准则
螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm，变形小，承载力低，耐疲 劳、抗动力荷载性能好
➢承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限 承载力作为设计准则 承压型高强螺栓连接承载力高，但抗剪变形大，所以一般 仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接
端板竖放宜采用外伸式中间有加劲肋，除了构造上螺栓容易排 列外，主要是外伸式节点受力合理，承载力明显高于平齐式节 点，如图18.7.3。
刚架柱和斜梁翼缘板与 端板的连接应采用全熔 透对接焊接， 焊缝质量等级为二级。
端板主要承受弯矩和轴向力。 当有吊 车时，应采用高强度螺栓摩擦型连接。 当端板 连接承受剪力小于按抗滑移系数0.3 计算的承 载力时，若采用高强度螺栓承压型的端板表面 可不做专门处理。
材料：40Cr、35VB、20MnTiB钢等
性能等级:8.8级和10.9级
焊缝代号、螺栓及其栓孔图例
焊缝代号由引出线、图形符号、辅助符号三部分组成
➢ 螺栓及其栓孔图例
主要结构形式： 1.门式刚架节点 2.框架节点 3.桁架节点 4.排架节点 5.网架节点 6.其他节点
----------STANDARD STRUCTURAL SYSTEMS
(2)工地拼接 工地拼接是受到运输或安装条件限制而做的拼接。 此时需将梁在工厂分成几段制作，然后再运往工地。对于仅受到运输条 件限制的梁段，可以在工地地面上拼装，焊接成整体，然后吊装；而对 于受到吊装能力限制而分成的梁段，则必须分段吊装，在高空进行拼接 和焊接。工地拼接一般应使冀缘和腹板在同一截面或接近于同一截面处 断开，以便于分段运输。
在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生 改变，导致局部材质变脆；
焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；
对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展 到整体，低温冷脆问题较为突出
铆钉连接（riveted connections） 构造复杂，费钢费工，现已很少采用；铆钉连接
的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，在 一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然 采用
➢有加劲肋柱节点域计算
以柱翼缘和横向加劲肋为边界的节点腹板域所受水平剪力为:
➢阶形柱（Separate Columns）
阶形柱变截面处是上、下段柱连接和支承吊车梁的重要部位，必须 具有足够的强度和刚度。 阶形柱的吊车梁支承平台，也称为肩梁，是由上盖板、下盖板、腹 板以及垫板组成的。肩梁有单壁式和双壁式两种。
国外桁架节点
✓桁架节点板厚度选用表：
➢下弦跨中拼接节点
角钢长度不足时，以及桁架分单元运输时弦杆经常要拼接。 前者常为工厂拼接，拼接点可在节间也可在节点；后者为工地拼接， 拼接点通常在节点。图7-125 是下弦中央工地拼接节点。弦杆内力比较 大，单靠节点板传力是不适宜的，并且节点在平面外的刚度将很弱， 所以弦杆经常用拼接角钢来拼接。
完全焊接时，梁冀缘用剖口焊缝连于柱冀缘。为保 证焊透，施焊时梁翼缘下面需设小衬板，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。 全焊连接构造简单，但安装精度及焊缝质量要求很高。 同时这种构造使柱冀缘在其厚度方向受拉，容易造成层间撕裂。