第七章钢结构的连接和节点构造上
第七章钢结构的连接和节点构造(四)
取格板弯矩最大值的M 取格板弯矩最大值的 m ax来计算板的厚度
6Mmax t≥ f
应注意将靴梁和隔板布置的使各区格板的弯矩 接 近 。 底 板 的 厚 度 一 般 取 20 ～ 40mm ， 最 小 厚 度 40mm ≥14mm,以保证底板有足够的刚度。 14mm,以保证底板有足够的刚度。 mm,以保证底板有足够的刚度
3）靴梁的计算 ） 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝； 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝；另一 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。偏安全地不考虑柱 与底板直接连接的焊缝受力。 与底板直接连接的焊缝受力。靴梁的高度由靴梁与柱的 连接焊缝决定(不应大于 连接焊缝决定 不应大于60hf) 。 不应大于 靴梁承受基础底面传来的均匀反力， 靴梁承受基础底面传来的均匀反力，按支承于柱边 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力. 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力 两块靴梁板 M=qBl2/2 , V=qBl l—靴梁板外挑长度 靴梁板外挑长度 4）隔板与肋板的计算 ） 隔板厚度不得小于其宽度的1/50，一般可取比靴梁的 ， 隔板厚度不得小于其宽度的 厚度小些。 厚度小些。隔板可视为支承在靴梁上的简支梁计算其强 度及连接焊缝。 度及连接焊缝。
七、单层框架的刚性连接
单层单跨钢框架横梁与柱的连接都 是刚性连接， 、 和 属于加腋节点 属于加腋节点。 是刚性连接，b、d和e属于加腋节点。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。
第十一节 柱脚设计 柱脚的作用是把柱固定于基础，并把柱所受的力 柱脚的作用是把柱固定于基础， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构，其强度 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。刚 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式(也称外露 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式 也称外露 式)、埋入式(也称插入式 、外包式三种。铰接柱脚均 、埋入式 也称插入式)、外包式三种。 也称插入式 为支承式。 为支承式。
钢结构的连接和节点构造.共27页
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
钢结构节点构造
钢结构节点构造钢结构作为现代建筑中广泛应用的结构形式，其节点构造的合理性和可靠性直接关系到整个结构的安全性和稳定性。
节点是钢结构中各构件相互连接的部位，它们承受着复杂的内力传递和分配，因此对节点构造的深入理解和正确设计至关重要。
钢结构节点的类型繁多，常见的有梁柱节点、柱脚节点、支撑节点等。
每种节点都有其独特的构造特点和受力性能。
梁柱节点是钢结构中最为关键的节点之一。
在框架结构中，梁柱节点要能够有效地传递弯矩、剪力和轴力。
常见的梁柱节点连接方式有焊接连接、高强度螺栓连接和栓焊混合连接。
焊接连接具有较高的强度和刚度，能够提供良好的连续性。
但焊接过程中的高温可能会导致钢材的性能变化，并且对焊接质量的要求很高。
焊接时需要严格控制焊接工艺参数，确保焊缝的质量。
同时，焊接后的残余应力和变形也需要进行处理。
高强度螺栓连接施工方便，可拆卸，便于后期的维护和改造。
在安装高强度螺栓时，要保证螺栓的预紧力符合设计要求，以确保节点的连接性能。
栓焊混合连接则结合了焊接和螺栓连接的优点，在一些大型钢结构工程中得到应用。
柱脚节点是将柱子与基础连接起来的部位。
根据柱脚的受力情况，柱脚节点可以分为铰接柱脚和刚接柱脚。
铰接柱脚主要承受竖向荷载和较小的水平荷载，柱子在节点处可以自由转动。
刚接柱脚则能够承受较大的弯矩和水平荷载，柱子与基础之间的相对转角较小。
柱脚节点的构造包括底板、锚栓、加劲肋等部件。
底板的尺寸和厚度要根据柱子的荷载和基础的承载能力进行设计。
锚栓用于将柱脚固定在基础上，其数量和直径要经过计算确定。
加劲肋可以提高柱脚的刚度和稳定性。
支撑节点在钢结构中起到增强结构整体稳定性的作用。
常见的支撑有水平支撑和竖向支撑。
支撑节点的连接方式通常采用销轴连接或焊接。
在设计钢结构节点时，需要考虑多种因素。
首先是受力性能，要确保节点能够有效地传递各种内力，避免出现应力集中和局部破坏。
其次是施工便利性，节点的构造应该便于现场安装和焊接，减少施工难度和工期。
钢结构讲义7
l w1
N max 4 0.7 h f f
w f
2hf
跨度大，取大值
12
拼接角钢长度 L 2 lw1 10mm (40 ~ 60) cm 铲棱切肢削弱一般不超过截面积的15％ ，
r
(t+ h f +5)mm
对下弦，削弱部分由节点板承担，节点板与弦杆之间 的焊缝②受力为：
loy l
因拉杆少、本身刚度大、 嵌固弱，下端铰接
十字形截面和单角钢：lo 0.9 l 因屈曲时，沿斜截面，即不是平面内也不是平面外。 再分式：oy l1 ( 0.75 0.25 N 2 N1 ) l N1：较大压力 压正、拉负 N2：较小压力或拉力 N N N1段：lox l l1 平面内计算长度 9 N2段：lox 0.8 l
跨度小于等于24m。
2
缺点： 它的外形与均布荷载的弯矩图不相适应， 跨中M大，h大，杆力N小 内力分布不均 支座处M小，h更小，杆力N大 支座处，杆件间的夹角过小，节点难于处理。 改进 梯形屋架： 适用于坡度较为平缓的无檩屋盖，它的形状 与简支受弯构件的弯矩图接近，弦杆内力分 布均匀，可与柱铰接也可刚接。 无虚线时，腹杆体系为人字式 有虚线时，腹杆体系为再分式 单斜式
封 闭 结 合
150~200
非 封 闭 结 合
封 闭 结 合
l0 l
铰接
刚接
非 封 闭 结 合
内移尺寸
4
l0 l (300 ~ 400)
（柱宽） l0 l 2 （内移尺寸） l0 l 2
屋架高度：指跨中的最大高度。 跨中高度： h h 0 1 2 l i h0：屋架端部高度； i：坡度 0 三角形屋架 陡坡梯形屋架 铰接： h0＝ 0.5～1.0 m 1.8～2.1 m 缓坡梯形屋架 注意：实际是先确定跨中高度，后确定 h0 。 起拱：对跨度较大的桁架，在横向荷载作用下将产生很大 的挠度，有损外观并可能影响桁架的正常使用。宜采用起 拱，即预先给桁架一个向上的反挠度，以抵消桁架受荷后 产生的部分挠度。 三角形屋架 l ≥15m时，起拱。 梯形、平行弦屋架 l ≥24m时， 5 起拱。 起拱高度 l 500 ，且以5mm为模数
第七章钢结构的连接和节点构造(下)(1)分析
肋提供约束的有利影响，也没有考虑柱腹板轴压力的不
利影响。
第七章钢结构的连接和节点构造
②当柱腹板节点域不满足时，则需要局部加厚腹板或采 用另外的措施来加强它。图7-109给出了两种可行的方 案，其一是加设斜向加劲肋，其二是在腹板两侧或一侧 焊上补强板来加厚。 2、腹板厚度（局部稳定）
tw
hc hb 90
避免焊缝集中在同一截面，但运输有一定困难。
3）对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大
型梁，其工地拼接常采用高强螺栓连接。
第七章钢结构的连接和节点构造
计算：
翼缘板：翼缘拼接以及每侧的
高强度螺栓，通常由等强度条
件决定，拼接板的净截面积应
不小于翼缘的净截面积，高强度螺栓能承受按翼缘净截
面面积N=Anf计算的轴向力。 腹板：腹板的拼接通常先进行螺栓布置，然后验算。
肋时，翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力Tv的 作用，沿梁单位长度的竖向剪力为：
σf
ψF 2he l z
ψF 1.4hf lz
在Th和Tv共同作用下，应满足：
σ f β f
2
τ
2 f
f
w f
把σf,τf代入得：
F 1.4h f l z f
2
VS1 1.4h f I
x
2
f
第七章钢结构的连接和节点构造
2、工地拼接 构造： 1）工地拼接一般应使翼缘和腹 板在同一截面处断开，以便于分
~500~500
3 55 1
44 2
段运输（图a）。为了使翼缘板 在焊接过程中有一定地伸缩余地， 以减少焊接残余应力，可在工厂 预留约500mm长度不焊。
3
5
5
1
钢结构的连接和节点构造一
第七章 钢结构连接
第二节 焊缝缺陷 焊缝中可能存在裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷。
裂纹 气孔
烧穿
夹杂
第七章 钢结构连接
第二节 焊缝缺陷
根部未 焊透
边缘未 熔合
咬边
焊缝层间 未熔合
焊瘤
第七章 钢结构连接
焊缝质量检查：
《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205——2002） 规定：焊缝质量检查标准分为三级，其中三级只要求通过 外观检查．即检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无 看得见的裂纹、咬边等缺陷。
受力性质 受剪螺栓
受拉螺栓
§4 普通螺栓的构造和计算
剪力螺栓的工作性能和强度
工作机理
传力模式：摩擦 →孔壁承压和螺栓杆受剪
破坏模式
螺栓杆剪断 孔壁压坏 钢板拉断 钢板剪坏 螺栓杆弯曲
→ 计算 → 计算
→ 计算 → 计算与构造 → 构造
第七章 钢结构连接
高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是：
普通螺栓扭紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小，由板面挤压 力产生的摩擦力可以忽略不计。普通螺栓连接抗剪时是依靠 孔壁承压和栓杆抗剪来传力。高强度螺栓除了其材料强度高 之外，施工时还给螺栓杆施加很大的预拉力，使被连接构件 的接触面之间产生挤压力，因此板面之间垂直于螺栓杆方向 受剪时有很大的摩擦力。依靠接触面间的摩擦力来阻止其相 互滑移，以达到传递外力的目的，因而变形较小。高强度螺 栓抗剪连接分为摩擦型连接和承压型连接。前者以滑移作为 承载能力的极限状态，后者的极限状态和普通螺栓连接相同。
第七章 钢结构连接
2、气体保护焊
用焊枪中喷出的惰性气体代替 焊剂，焊丝可自动送入，如C02 气体保护焊是以C02作为保护气 体，使被熔化的金属不与空气接 触，电弧加热集中，熔化深度大， 焊接速度快，焊缝强度高，塑性 好。
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。
钢结构的连接和节点构造
四、 焊缝代号
基本符号 3 对接焊缝连接的构造与计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口
根据板厚的不同采用不同的坡口形式。 坡口形式 — 根据板厚的不同采用不同的坡口形式。 目 的 — 为了使焊件能够焊透。 为了使焊件能够焊透。
α
b=0.5~2mm b=2~3mm
二、焊缝连接形式和焊缝形式 1、焊缝的连接形式
对 接
搭接
T型连接
角接
2、焊缝的形式
按构件相对位置 对接焊缝 正对接焊缝 斜对接焊缝
角焊缝
按施焊的相对位置
平焊
横焊
立焊
仰焊
三、焊缝缺陷及焊缝焊缝质量检查 (一) 焊缝缺陷
（二）焊缝质量检查 焊缝按检验方法和质量要求分一、 焊缝按检验方法和质量要求分一、二、三级。 三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查（ 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查（检 查外观缺陷和几何尺寸）； ）；且符合三级质量标 查外观缺陷和几何尺寸）；且符合三级质量标 准； 二级焊缝除外观检查外， 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量内部无损检验（超声波检验、有时还用X 量内部无损检验（超声波检验、有时还用X或γ 射线拍片），并符合相应级别的质量标准。 ），并符合相应级别的质量标准 射线拍片），并符合相应级别的质量标准。
缺点： 缺点：
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
7.1.2 铆钉连接
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