高层建筑钢结构第六章节点设计
多高层房屋钢结构的节点连接设计
接节点设计，在整个设计工作中应将其视为一个非常
重要的组成部分。节点设计是否恰当，将直接影响到
结构承载力的可靠性和安全性。因此节点设计至关重
要，应予以足够的重视。但是，在多、高层房屋钢结
构中，连接节点很多 ( 如国家标准图 01SG5所1编9 制 的诸多节点也只是高层钢结构房屋中一般性的常用节
点 )，今天只能检其最主要的、如与梁柱刚性连接的
多高层房屋钢结构的节点连接 设计
多高层房屋钢结构的节点连接设计
主要内容
1 讲述多、高层房屋钢结构梁柱刚性连接节
点 设 计及 其 相关 的 国家 标 准图 01SG519
的构造详图(上午)。
2 介绍国家标准图03SG519-1与04SG519-2 节
点连接设计的技术条件、图集的内容及其
使用方法(下午)。
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多高层房屋钢结构的节点连接设计
13
1 第一种设计方法
（即按组合内力来设计的方法）
采用该法的理论根据是，认为在多遇地震作用下，
结构处于弹性阶段，连接设计只要根据组合内力，并
根据梁的应力强度比 R1（即梁的地震组合弯矩设计值
乘以梁的承载力抗震调整系数 0.75 后，在梁截面中产
生的弯曲应力与梁的钢材强度设计值之比）来进行设
比）只用到了 0.7S 5(0.9S)0.8 。3
5/3/2021
多高层房屋钢结构的节点连接设计
18
3）如果在梁端仍不采用加强的作法，而是在梁端采
用栓焊连接的另一种常规作法（即梁腹板与柱之间采
用只传递剪力的螺栓连接，梁翼缘与柱之间采用只传
递弯矩的全熔透坡口对接焊）由于焊缝的抗弯承载力
最多只能作到梁截面抗弯承载力设计值的 85% ，此 时就必须要改用一个能承受 900.8 0 510k6N m 0的 梁截面，但此时由于梁截面只需用 75k0N m的弯矩 值来设计，梁的承载力更加富裕而不能充分利用,其
钢结构构件设计及节点设计分析
周长永 山东颐杰鸿丰能源装备有限公司 山东潍坊 261108 摘要：现在的建筑产业规模拓展迅速，钢材料的运用量也在不断增大。虽然钢材料本身具有较强的延展性和可塑性的特点，但是在具 体的应用领域当中，仍然难以保证整体的钢结构具有较高的延展性能和可塑韧性。在建筑行业当中有很多复杂的建筑结构，都需要有优质 钢结构的支撑，因此，为迎合现代建设的建筑需求，要不断完善现有的钢结构设计，吸纳和培养优质的设计人员，推出相关节点设计的优 质方案。从根本上增强钢结构的稳固性，优化内部的结构链接，确保钢结构的节点能承受相应的压力。 关键词：建筑物的钢结构、结构总体设计、节点分类、设计要点
钢结构构件设计及节点设计分析
发表时间：2019-05-22T08:54:42.300Z 来源：《建筑模拟》2019年第10期 作者： 周长永
[导读] 现在的建筑产业规模拓展迅速，钢材料的运用量也在不断增大。虽然钢材料本身具有较强的延展性和可塑性的特点，但是在具体的 应用领域当中，仍然难以保证整体的钢结构具有较高的延展性能和可塑韧性。
2.2节点设计要考虑 首先，要考虑安装螺旋和焊接的施工场地和场地大小。其次，还要考虑其他硬件安装的先后顺序。综合以前的经验，常犯的错误就是 构件运到现场，无法实现基本安装。所以我们必须要尽可能的实现现场工人的监督和定位，全面推进相关构件的具体安装。此外，要具体 考虑制造工业的工艺水平，保证应用的钢管连接节点符合连接的规格。 2.3图纸编制 整个钢结构的设计必须要有设计图和施工详图，相关单位要提供基础图纸，钢结构制造公司需要制定施工详细图纸。设计图中应该提 出相关的设计依据理论，提出技术数据参数，提出优先选购的材料和规格要求，提出相关主要节点构造的要求，外面细致的反映设计师的 思想。经济发展导致近些年来的钢结构项目逐步增多，建设压力逐渐增大，建设工序当中缺乏具体的工程师和设计师是我们当前所面临的 关键问题，必须要加强培养优质的设计师，推动优质图纸的编制。 结束语 受现代经济发展方式和革新思想的影响，钢结构在建筑行业当中逐渐普及，并推动不同风格建筑格局的产生和发展。另外，现在的钢 结构逐步采用更加优质的技术和材料，具有较高的防震性能，总体的结构也更加灵活稳固。在未来的发展阶段中，我们要不断地完善具体 的钢结构设计方案，一定要保证设计方案切合实际需要，在保质保量的基础之上推进相关的建设工序。 参考文献： [1]许云霞.钢结构设计施工常见问题的分析[J].门窗，2015（08）：92. [2]万泰恒.轻钢结构构件的连接设计[J].建筑技术开发，2013，40（10）：19-20. [3]从宁.钢结构构件连接设计探讨[J].化工设计，2013，23（04）：49-50+43+2. [4]万迎春.钢结构构件设计及节点设计分析[J].黑龙江科技信息，2010（14）：226.
钢多高层结构设计手册
钢多高层结构设计手册钢多高层结构设计手册第一章：引言1.1 本手册的目的和范围本手册旨在为工程师和设计师提供一套完整的、系统的高层钢结构设计指南，以确保高层建筑的结构安全、稳定性和经济性。
本手册适用于超过30层的高层钢结构建筑设计和施工，并且概述了一些与空间结构和特殊结构相关的内容。
1.2 现行标准和规范高层建筑的设计必须符合国家和地区的建筑设计标准和规范要求。
本手册将根据最新的标准和规范提供设计建议，并指出其中的变化和差异。
1.3 本手册的结构本手册共包括八个章节，分别是：引言、材料、结构设计、节点设计、振动控制、防火设计、耐震设计和施工。
每个章节将逐一详细介绍相关的设计原则、计算方法、核心技术和注意事项。
第二章：材料2.1 钢材的选用和使用选取合适的钢材对于高层钢结构的设计和施工至关重要。
本章将介绍常用的结构钢种类、性能、优缺点，以及如何进行合理的材料选择。
2.2 钢材的特性与应用钢材的强度、延展性、疲劳性等特性对于高层钢结构的设计和施工具有重要影响。
本章将介绍钢材的力学特性，如强度、刚度、韧性等，并探讨其在高层结构中的应用。
2.3 钢材的预应力控制预应力技术在高层钢结构中具有重要的应用价值。
本章将介绍预应力的原理、方法和控制要点，并提供实际计算案例。
第三章：结构设计3.1 弹性设计基本原理弹性设计是高层钢结构的基本设计原则。
本章将介绍弹性设计的基本概念、假设条件和计算方法，并提供详细的计算流程和示例。
3.2 塑性设计基本原理塑性设计在高层钢结构设计中具有重要的应用价值。
本章将介绍塑性设计的原理、方法、局限性和计算要点，并提供实际计算案例。
3.3 极限状态设计基本原理极限状态设计对于高层钢结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本章将介绍极限状态设计的基本原理、设计要求和计算方法，并提供详细的计算流程和示例。
第四章：节点设计4.1 节点设计基本原理节点是高层钢结构的重要组成部分，对于整体结构的性能和稳定性起着至关重要的作用。
高层建筑钢结构连接节点的抗震设计
高层建筑钢结构连接节点的抗震设计- 结构理论摘要：本文介绍高层建筑钢结构抗震设计时，并对钢结构构件节点和杆件接头处的三种杆件连接方式，其性能及适用范围进行了分析比较，然后对梁、与柱、柱与柱、梁与梁的连接以及抗震剪力墙与框架的连接等方式进行了阐述，以供同行参考。
关键词：高层建筑；钢结构；连接节点；安装1 前言随着城市建设的发展，高层建筑在我国日益增多。
高层钢结构具有承载力高、抗震性能好、施工周期短等特点，特别适用于高耸的高层建筑。
在高层钢结构抗震设计中，节点连接良好的抗震设计是保证结构安全的重要一环。
连接节点应满足强度、延性和耗能能力三方面的要求，其连接强度应高于相连构件端部的屈服承载力，并且必须有较大的变形能力，用以弥补强度方面的缺陷。
钢材本身具有很好的延性，但这种延性在结构中不一定能体现出来，这主要是由于节点局部压曲和脆性破坏而造成的，因此在设计中应采用合理的细部构造，避免应变集中而形成较大的约束应力。
在钢材的选用上应满足强度、塑性、韧性及可焊性的要求。
钢材强度指的是抗拉强度和屈服强度，钢材应具有较高的强屈比，其屈服强度的上限值和下限值应适当。
钢材的塑性表现在伸长率和冷弯性能两项指标上，反映钢材承受残余变形量的程度及塑性变形能力。
对抗震结构还必须满足冲击韧性的要求。
钢材另一重要的基本要求是对化学成分含量的限制，它将直接影响结构的可焊性，应控制钢材的碳当量。
在高层钢结构中，厚钢板的应用较为广泛，在梁一柱节点范围，当节点约束较强，板厚等于或大于40mm时，应附加要求板厚方向的断面收缩率，以防发生平行于钢材表面的层状撕裂。
2 杆件连接2.1连接方式2.1.1 连接类型建筑钢结构的构件节点和杆件接头处的杆件连接可采用：（1）全焊连接；（2）高强度螺栓连接；（3）焊缝和高强度螺栓混合连接。
2.1.2 性能比较2.1.2.1全焊连接，传力最充分，不会滑移。
良好的焊接构造和焊接质量可以为结构提供足够的延性。
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。
第六章 消能减震部件的连接与构造讲解
6.1 6.2 6.3 6.4 连接与节点的一般要求 常见连接与节点形式 连接设计的计算 构造要求
6.1 连接与节点的一般要求
• 消能器与主体结构的连接非常重要，正确的连接能保证地 震作用下消能器的正常工作，实现预期减震目标。消能器 的连接应与计算模型相符，消能器的连接应保证足够的强 度，不应先于消能器失效。具体设计中，与消能器或消能 部件相连的预埋件、支撑和支墩（剪力墙）及节点板的设 计承载力应按以下要求取值： （1）位移相关型消能器：不应小于消能器在设计为以 下对应阻尼力的1.2倍； （2）速度相关型消能器：不应小于消能器在设计速度 下对应阻尼力的1.2倍。
（3）通常采用高强螺栓连接，水平向梁上埋板螺栓个数计 算如下： 螺栓个数：
N tb F1H N Vb F1V n1 N tb N Vb
（6 - 13）
式中，N tb 和N Vb 分别为抗拉和抗剪承载 力设计值。
（4）竖向柱子预埋件螺栓个数计算 螺栓个数：
N vb F2 H N tb F2V n2 N tb N vb
• 为保证消能器的变形绝大部分发生在消能器上，与消能器 相连的预埋件、支撑和支墩（墙柱）及节点板应具有足够 的刚度、强度和稳定性。同时在相应的消能器极限位移或 极限速度的阻尼力作用下，与消能器连接的支撑、墙（支 墩）应处于弹性界限以内；消能器部件与主体结构连接的 预埋件、节点板等也应处于弹性工作状态，且不应出现滑 移、拔出和局部失稳等破坏。节点板在支撑力作用下具有 足够的承载力和刚度，同时还应采取增加节点板厚度或设 置加劲肋等措施防止节点板发生面外失稳破坏。
6.3.4 预埋板与主体结构的连接计算
预埋板与主体结构的连接分为预埋钢筋连接和高强锚栓连接， 分别对应新建建筑和加固建筑（见图6-14），两者的计算方 法基本相同。本节针对工程中最常用的屈曲约束支撑和软钢 剪切阻尼器说明预埋板与主体结构的连接计算。
高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计
高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计发布时间：2023-03-03T05:44:09.681Z 来源：《建筑实践》2022年10月20期作者：肖志凡[导读] 钢结构住宅体系在我国正处于一个起步阶段，肖志凡湖北精工工业建筑系统有限公司湖北武汉 430000摘要：钢结构住宅体系在我国正处于一个起步阶段，国家政策的指导方向、高层建筑的大量兴建等为钢结构住宅体系的发展与应用提供了非常广阔的前景。
我国高层建筑钢结构设计理论的发展趋势是：整体结构分析与设计，且把可靠性作为结构设计的最终理念。
关键词：高层建筑；钢结构；施工技术；钢结构体系梁柱；连接节点；设计1高层建筑钢结构优劣分析钢结构是由钢板、热轧钢板和薄壁型钢等材料组成，在跨度大、载荷大的构件中，抗拉、抗压及延展性等可满足高层建筑施工需求。
高层建筑钢结构的应用，具有回收效率高、节能、施工周期短、抗震性能好等优点。
但是，在实际应用中，钢结构的焊接处极容易出现安全隐患。
而且，在温度升高的情况下，由于钢结构的热传导率较高，会降低钢结构的弹性及强度。
如果出现火灾，钢结构的强度会降低30%，严重影响高层钢结构的安全性。
结合钢结构本身的性能将其应用于高层建筑施工中，可以提高钢结构施工效率，并降低工程施工成本。
但是，在实际施工过程中仍需要考虑钢结构的焊接、连接等问题，降低焊接断裂及连接不稳等问题的出现，对进一步提高建筑钢结构的综合施工水平有促进作用。
2 高层建筑钢结构施工技术应用2.1 钢结构焊接技术钢结构的连接形式有多种方法。
在实际应用中，要根据不同的材料，对焊缝表面进行预处理，以保证焊缝表面符合要求。
首先是结构，然后是节点，最后是整体的展开。
焊接工作的重点是横梁、钢板支架等，其焊接工艺是沿垂直方向向上进行。
在高层建筑钢结构的焊接中，必须对焊缝进行严格的检查，以保证其质量符合要求。
一般采用非破坏性技术对钢结构进行焊接，以防止焊接缺陷的产生。
此外，在进行焊接时，应加强对钢材材质的检测，防止因焊接而造成的裂纹，从而保证钢结构的安全和稳定。
高层建筑结构设计思考题答案-(2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
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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
2021年2月15日星期一
高层建筑钢结构
③节点有水平加劲肋时柱腹板的验算
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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高层建筑钢结构
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。
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 )
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：
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
(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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高层建筑钢结构第六章节点设计c Nhomakorabeatw
hc 30
f yc 235
高层建筑钢结构
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
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
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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高层建筑钢结构
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
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
M
w
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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)
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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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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高层建筑钢结构
❖ 梁与柱的半刚性连接
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