钢结构连接节点设计及构造培训(一)讲解
钢结构连接节点设计
钢结构二次设计1．钢结构二次设计：钢结构二次设计就是将施工图设计图纸转换为钢结构加工和安装的施工图纸。
其主要内容包括如下：（1）构件布置图的绘制：按业主提供的施工图设计图纸，标识构件、节点编号，构件、节点所在图纸，加工和安装的技术要求。
（2）节点设计图：根据BINE提供的设计规范和构件型号确定构件之间的 连接详图，包括连接型式、螺栓规格、数量，定位，焊缝尺寸、型式、节点板尺寸。
（3）绘制车间加工图：按照构件布置图和节点设计图，以确定各组成件的型号、加工尺寸，孔规格及相互位置关系，焊缝尺寸，以便于车间加工。
（4）编制节点设计依据的计算书：根据概念设计图纸所给定的力或按设计规范确定的载荷，进行节点连接的强度计算，为连接设计提供计算依据。
上述二次设计的工作过程中，提供节点设计和计算书是二次设计工作的重要环节。
2． 钢结构连接设计2.1 钢结构节点的连接型式：按构件受力方式可分为单剪（铰接）连接、轴力连接、弯矩（刚接）连接，扭矩连接，组合连接等。
按构件的连接方式可分为单板连接，双板连接，单角钢连接，双角钢连接，端板连接。
按构件与构件间的连接可分为梁-梁连接，梁-柱连接及其分别带有水平支撑和垂直支撑的连接，柱拼接(包括大小柱的拼接)。
2.2 钢结构连接节点的设计要求钢结构的节点设计应满足承载力的要求，还应具有必要的延展性，避免应力集中和过大的约束应力。
同时，便于加工和安装，满足加工工艺性要求。
应该注意节点的合理构造，符合经济性要求。
此外还必须适应岭澳二期核电的钢结构施工要求。
岭澳二期核电工程对钢结构的加工和安装要求决定了钢构件的连接方式，由于加工车间的焊接易于保证焊缝质量，而大批量的钢构件仅适于车间加工才能保证工程进度的要求，同时便于现场安装方便快速，因此决定了在钢结构的节点设计中，构件与构件间的连接要尽可能使用螺栓连接，除非在那些使用螺栓连接将使整个节点变得非常复杂或者被连接构件的尺寸较小、无足够的空间布置一定数量的螺栓，而采用现场焊接的连接设计。
钢结构连接节点设计及构造培训节点设计及构建基础知识共28页
15、机会是不守纪律的。——雨果 Nhomakorabea 谢谢！
钢结构连接节点设计及构造培 训节点设计及构建基础知识
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
钢结构课程设计_讲稿
l
w3
ΔF = F3 − F4
节点板的平面尺寸
节点板的平面尺寸，一般根据杆件截面尺寸和 腹杆端部焊缝长度画出大样图来确定，但考虑 施工误差，宜将此平面尺寸适当放大。
“B”节点设计
①画轴线 → ②构件定位 → ③杆端截断 → ④焊缝计 Q 算 → ⑤描出节点板
hf1
N2
hf3 N1 hf2 N3
① 上弦横向水平支撑 ② 下弦横向水平支撑 ③ 纵向水平支撑 ④ 垂直支撑 ⑤ 系杆 刚性系杆-既能受压又能受拉 柔性系杆-只能受拉，不能受压 布置在少数 柱间或结间
厂房支撑体系及结构分解
屋盖支撑
垂直支撑
上弦横向 水平支撑
上弦横向水平支撑
支撑节点间的距离为 屋架节间距离的2～4 倍
上弦横向水平支撑 檩条兼作支撑横杆
支座斜杆和支座竖杆
l l1
-
l l l
0.8l l 0.9l
l— 构件的几何长度（节点中心间距离）； l1— 桁架弦杆侧向支承点间的距离；
四 杆件设计
单臂式屋架杆件的截面形式
四 杆件设计
填板
四 杆件设计
填板
填板
四 杆件设计
填板
填板宽度：50～80mm 填板长度：T形截面比角钢肢伸出10～20mm； 十字形截面比角钢肢尖缩进行10～ 15mm 填板厚度：与桁架节点板相同 填板间距：压杆ld≤40i1，拉杆ld≤80i1，压杆平 面外计算长度范围内，至少设两个
Top Chord
Zero Member
Bottom Chord
Triangle Truss
Trapezoidal Truss
Parallel Chord Truss
钢结构节点知识要点概述
钢结构节点知识要点概述钢结构在现代建筑和工程中被广泛应用，节点作为连接构件的重要组成部分，具有关键的承载和传力功能。
钢结构节点设计的合理性直接影响着整个结构的安全性和性能。
本文将概述钢结构节点设计的要点和关键知识，以帮助读者更好地理解和应用于实践中。
一、节点的基本概念和分类1. 节点定义与作用：节点是支撑钢结构构件的连接点，承担着受力传递、转换和分配的功能。
合理的节点设计可以有效提高结构的刚度、强度和稳定性。
2. 节点分类：根据受力方式的不同，节点可分为剪力节点、轴力节点、弯矩节点等。
每一类节点在受力和设计考虑方面有其独特的要点和设计原则。
二、节点设计的关键考虑因素1. 力学性能要求：节点应满足结构强度、刚度、变形和稳定性等力学性能要求。
其中，强度是保证节点在荷载作用下不发生破坏的重要因素；刚度则直接影响结构整体的刚度和变形控制；稳定性在遭受侧向荷载时保证节点和结构整体的安全性。
2. 施工性能要求：节点设计应兼顾结构施工的便利性和安全性。
合理的节点设计可以简化施工工序、减少施工难度，并确保节点的质量和稳定性。
3. 材料选用和腐蚀防护：节点设计中对材料的选用和腐蚀防护也是重要考虑因素。
合适的材料选择和腐蚀防护措施可以延长节点的使用寿命，并降低维护和修复的成本。
三、节点设计的常见问题与解决方法1. 引起节点失效的主要问题：常见的引起节点失效的问题包括材料本身缺陷、焊接质量不达标、构件连接方式不合理等。
对于这些问题，应采取相应的质量控制和检测措施，确保节点的安全性。
2. 剪力节点设计的关键问题：剪力节点是钢结构中常见的节点形式，其设计中需重点关注节点的剪力传递机制、板端受剪效应、焊缝的设计和检测等问题。
通过合理分析和计算，可以得到满足要求的剪力节点设计方案。
3. 高强度螺栓连接节点的设计要点：在一些特殊应用场合，高强度螺栓连接节点常被采用。
在这种节点设计中，需要重点关注螺栓的预紧力控制、剪力和轴力的传递机制、松动和疲劳的问题等。
钢结构常用节点构造专业教育
性能等级:8.8级和10.9级
特备参考
7
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
特备参考
8
➢ 螺栓及其栓孔图例
特备参考
9
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
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）
低 1）抗拉连接；
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
用特备参考
5
➢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
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
特备参考
3
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
特备参考
22
✓主次梁螺栓铰接：
特备参考
23
➢梁的拼接
梁的拼接依施工条件的不同分为工厂拼接和工地拼接。
图7-94(b)所示为将粱的上下冀缘板和腹板的拼接位置适当错开的
方式可以避免焊缝集中在同一截面。这种梁段有悬出的冀缘板，
钢结构节点连接手册
钢结构节点连接手册（原创版）目录一、钢结构节点概述1.节点的定义与分类2.节点在钢结构中的重要性二、钢结构节点设计要点1.节点的刚接与铰接2.节点板的选型与设计3.端头板、轴承、角码、套筒等构件的选择与设计4.节点的构造规定、构造图例、计算例题及计算图表三、钢结构节点设计手册1.《钢结构连接节点设计手册》简介2.《单层网壳嵌入式毂节点探析》研究3.钢结构连接节点设计手册的实际应用正文一、钢结构节点概述钢结构节点是指钢结构中两个或多个构件连接的地方，是钢结构工程中至关重要的组成部分。
根据连接方式的不同，节点可以分为刚接和铰接两种类型。
在钢结构设计中，节点的处理对于整个结构的稳定性、承载力和使用寿命具有举足轻重的作用。
二、钢结构节点设计要点1.节点的刚接与铰接在钢结构设计中，节点的刚接与铰接是非常重要的设计参数。
结构工程师需要根据实际情况和设计要求，选择合适的刚接或铰接方式。
刚接节点要求构件之间具有足够的刚度，使得节点能够承受较大的弯矩和剪力；而铰接节点则允许构件之间在一定范围内进行旋转，具有较好的柔韧性。
2.节点板的选型与设计节点板是钢结构节点中的关键构件，它的选型和设计直接影响到整个节点的性能。
在节点板设计中，需要考虑材质、尺寸、形状等因素，以满足强度、刚度和疲劳性能等方面的要求。
3.端头板、轴承、角码、套筒等构件的选择与设计在钢结构节点设计中，除了节点板外，还需要考虑端头板、轴承、角码、套筒等构件的选择与设计。
这些构件的选型和设计需要结合实际工况和设计要求，以确保节点的稳定性和承载能力。
4.节点的构造规定、构造图例、计算例题及计算图表在钢结构节点设计过程中，需要遵循相关的构造规定和标准。
同时，为了便于设计和施工，需要提供构造图例、计算例题和计算图表等参考资料。
这些资料可以帮助工程师更好地理解节点的设计原理和方法，从而确保节点的安全性和可靠性。
三、钢结构节点设计手册1.《钢结构连接节点设计手册》简介《钢结构连接节点设计手册》是一本关于钢结构节点设计的专业书籍，由中国建筑工业出版社出版。
钢结构知识培训
钢结构知识培训钢结构作为现代建筑中广泛应用的一种结构形式，具有强度高、重量轻、施工速度快等诸多优点。
为了让大家更深入地了解钢结构，本文将对钢结构的相关知识进行详细的介绍和培训。
一、钢结构的定义与特点钢结构是指以钢材为主要材料，通过焊接、螺栓连接等方式组成的结构体系。
其主要特点包括：1、强度高：钢材的强度远高于混凝土和木材等常见建筑材料，能够承受较大的荷载。
2、重量轻：相比混凝土结构，钢结构的自重较轻，有利于减少基础造价和运输成本。
3、施工速度快：钢结构构件可以在工厂预制，现场拼装，大大缩短了施工周期。
4、可重复利用：钢结构构件拆除后，经过适当处理可以再次使用，符合可持续发展的理念。
二、钢结构的材料1、钢材的种类碳素结构钢：价格较低，性能一般，适用于一般建筑结构。
低合金高强度结构钢：具有较高的强度和良好的综合性能，广泛应用于重要的钢结构工程。
2、钢材的性能力学性能：包括屈服强度、抗拉强度、伸长率等，这些性能决定了钢材的承载能力。
工艺性能：如冷弯性能、焊接性能等，影响钢材的加工和连接质量。
三、钢结构的连接方式1、焊接连接焊接是通过高温使钢材局部熔化，冷却后形成牢固的连接。
焊接连接的优点是强度高、密封性好，但对焊接工艺和焊工技术要求较高。
2、螺栓连接螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。
普通螺栓连接施工简单，但承载能力相对较低；高强度螺栓连接具有较高的承载能力和可靠性。
3、铆钉连接铆钉连接在钢结构中的应用逐渐减少，但其在一些特定场合仍有使用。
四、钢结构的设计原则1、结构的稳定性钢结构在承受荷载时，不仅要满足强度要求，还要保证结构的稳定性，防止出现失稳现象。
2、构件的强度和刚度根据结构所承受的荷载，合理设计构件的截面尺寸，确保其强度和刚度满足要求。
3、节点设计节点是钢结构中的关键部位，其设计应保证传力明确、可靠，同时便于施工和维护。
五、钢结构的施工流程1、施工准备包括场地平整、材料采购、构件预制等工作。
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
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后退
H型钢工厂拼接示意
Ⅲ、全熔透焊缝的无损探伤问题（《焊接规程》7.3.3） 三级焊缝：外观检查 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检 验每条焊缝的20％长度； 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部 长度，以便揭示焊缝内部缺陷。 焊缝的外观质量检验参见《焊接规程》7.2.3 Ⅳ、部分熔透焊缝（《钢规》 8.2.5 ） 计算厚度he不得小于1.5 t ,t为焊件的较大厚度； 当结构直接承受动力荷载时，垂直于受力方向的焊缝 不宜采用部分焊透的对接焊缝； 平行于受力方向的焊缝，可采用部分焊透的对接焊缝； ？ 可用于那些焊缝，举例说明
C、侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm； D、侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf 。当大于上述数值时， 其超出部分在计算中不予考虑。 E、在次要构件或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝。断续 角焊缝焊段的长度不得小于10hf或50mm，其净距不应大于15t( 对受压构件)或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度； F、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，并 不得小于25mm。
后退
后退
二、焊缝的计算及构造要求；
1、焊缝的计算： 1）焊缝的强度设计值：《钢规》P18表3.4.1-3（高空焊缝强度 折减0.9;无垫板的单面施焊的对接焊缝折减0.85）
后退
2）角焊缝的计算：
后退
Ⅰ、通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用： 正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：
f
N
h焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）
f
N
helw
f
w f
Ⅱ、在各种力综合作用下：
f
f
2
2 f
f
w f
注意：
f
和h
的取值问题
e
1、 f：正面角焊缝的强度设计值增大系数
对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构： f =1.22
对直接承受动力荷载的结构： f =1.0
后退
2、h
的取值及计算：
3）对接焊缝的计算： 计算原则：一级，二级焊缝不需计算，仅计算三级 （1） 全熔透对接焊缝的计算； Ⅰ、轴心受力的对接焊缝
后退
a) : N lwt ft w
f
w c
b) : f N sin lwt ft w
f
w c
f
N cos
lwt
f
w v
Ⅱ、受弯受剪的对接焊缝
f N Aw M / Ww ft w
钢结构连接节点设计及构造培训(一) 节点设计及构造基础知识
北京士兴钢结构有限公司设计部 汪小鹏
后退
一、钢结构连接节点概述； 二、焊缝的计算及构造要求； 三、螺栓的计算及构造要求；
后退
一、钢结构连接节点概述：
1、节点设计及连接构造确定的基本原则： 1）节点处的内力传递简捷明确，安全可靠； 2）确保连接节点有足够的强度和刚度； 3）当有抗震设防时，满足“强节点，弱构件”的要求； 4）节点加工简单、施工安装方便； 5）经济合理。 2、节点的分类： 1）刚性连接节点； 2）半刚性连接节点； 3）铰接连接节点； 3、连接方法： 1）栓接：高强螺栓，普通螺栓； 2）焊接； 3）铆接； 4）混合连接形式：栓焊混合连接
B、最大焊脚尺寸 （防止母材“过烧”，使构件产生翘曲和较大的焊接应力）
hf 1.2t（ ; t为较薄焊件厚度） 焊缝边缘的角焊缝最大焊脚尺寸，尚应符合： 1、当t 6mm时，hf t； 2、当t>6mm时，hf t-(1~2)mm； 若边缘角焊缝与焊件边缘等厚，容易产生“咬边”，很难焊满
后退
后退
三、螺栓的计算及构造要求；
1、螺栓的强度设计值(《钢规》P18表3.4.1-3)
后退
2、普通螺栓的计算： 1）单个螺栓的承载力：
抗剪承载力：N b v
nv
d2
4
f
b v
承压承载力：N b c
后退
3）、角焊缝的构造要求： Ⅰ、角焊缝的角度（《钢规》8.2.6）
原因：夹角大于135，焊缝表面难成型，受力状况不良； 夹角大于60，焊缝施焊条件差，根部将留有空隙和焊渣；
后退
Ⅱ、角焊缝的尺寸（《钢规》8.2.7）
A、最小焊脚尺寸：
手工焊：hf 1.5 t（ ; t为较厚焊件厚度） 埋弧自动焊：hf 1.5 t 1（ ; t为较厚焊件厚度） T型连接单面角焊缝：hf 1.5 t 1（ ; t为较厚焊件厚度） 焊件厚度 4mm时，最小焊脚尺寸与焊件厚度相同；
f
w c
f VSw
Iwt
f
w v
c ( f )2 3( f )2 1.1 ft w
后退
（2） 部分焊透对接焊缝的计算; 计算原则：按角焊缝进行计算；计算公式参角焊缝计算公式
后退
部分焊透焊缝有效厚度计算： V形坡口(图a):当 60时，he s （焊缝根部可焊满）
当 60时，he 0.75s （焊缝根部不易焊满） 单边V形坡口(图b,c):当 45 5时，he s 3 单边U形,J形坡口(图d,e):he s s为坡口深度，即根部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离； 为V形、单边V形或K形坡口角度。 当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时（图b,c,e）； 焊缝抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9 原因：熔合线处的焊缝强度比有效截面处要低10%
e
1）对于直角角焊缝等于0.7hf；hf为较小焊脚尺寸；
2）对于斜角角焊缝：60 135
he =hf
cos
2
(根部间隙b、b1或b2
1.5mm)
h
e
=
hf
b(b1或b
sin
2
)
cos
2
(根部间隙b、b1或b2
1.5mm但
5mm)
3)圆钢与钢板：he =0.7hf；
4)圆钢与圆钢：he =0.（ 1 d1 +2d2）-a；a为焊缝表面至两个圆钢公切线距离
2、 焊缝的构造; 1）焊缝材料的要求：不同强度的钢材连接时，可采用与低强 度钢材相适应的焊接材料； 2）对接焊缝的构造要求： Ⅰ、不同宽度或厚度的钢板拼接（《钢规》8.2.4）
后退
Ⅱ、焊接H型钢钢板拼接焊缝的要求（《验收规范》8.2.1）
焊接H型钢的翼缘板和腹板的拼接接缝的间距不应小于 200mm。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不 应小于300mm，长度不应小于600mm。