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
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。
高层建筑钢结构的网壳结构设计方法
高层建筑钢结构的网壳结构设计方法随着人们对建筑安全性和工程可持续性的要求不断提高，钢结构成为高层建筑中常用的结构形式之一。
而在钢结构中，网壳结构以其独特的形式和优秀的力学性能受到越来越多的关注和应用。
本文将重点介绍高层建筑钢结构的网壳结构设计方法，包括结构形式选择、节点设计、立体网壳和平面网壳的设计方法等。
1. 结构形式选择在进行高层建筑钢结构的网壳结构设计时，首先需要根据建筑物的功能、使用要求和建筑设计理念选择合适的网壳结构形式。
常见的网壳结构形式包括球面网壳、屋面网壳、空间网壳等。
选择合适的结构形式可以同时满足建筑和结构的需求，提高整体的力学性能和美观性。
2. 节点设计节点设计是网壳结构设计中重要的一部分，直接影响整体结构的力学性能和稳定性。
在节点设计中，需要考虑节点的刚度、连接方式和材料性能等因素。
常用的节点形式包括球节点、筋板节点、焊接节点等。
合理的节点设计可以提高网壳结构的整体刚度和连接效果，确保结构的安全性和可靠性。
3. 立体网壳设计方法立体网壳是高层建筑钢结构中常见的一种结构形式，具有较高的稳定性和承载能力。
在进行立体网壳设计时，需考虑整体形态的合理性、荷载传递的路径以及节点连接的紧固方式等。
通过优化设计网格的大小和密度，提高整体结构的强度和刚度，确保结构在承受荷载时的稳定性和安全性。
4. 平面网壳设计方法平面网壳是一种较为常见的网壳结构形式，常用于建筑的屋面和立面。
在进行平面网壳设计时，首先需要确定网壳的几何形状和尺寸。
通过结构分析和优化设计，确定网格结构的大小和排布，合理布置支撑节点和增强部位，以提高整体的承载能力和稳定性。
同时，还需要考虑结构的施工性和制造成本，确保设计方案的实用性和经济性。
5. 增强措施和施工方法为了提高高层建筑钢结构的网壳结构的稳定性和抗震性能，常常需要采取一些增强措施。
例如，在节点处增加加强筋或增大节点连接面积，提高节点的刚度和连接效果。
在整体网壳结构中增加互锁节点或增加网格之间的连接，以提高整体结构的刚性和韧性。
16g108-7《高层民用建筑钢结构技术规程》
16g108-7《高层民用建筑钢结构技术规程》摘要：一、高层民用建筑钢结构技术规程的背景和意义二、高层民用建筑钢结构的基本要求和技术规范三、高层民用建筑钢结构的设计原则和计算方法四、高层民用建筑钢结构的构造细节和施工要求五、高层民用建筑钢结构的安全评估与检测六、我国相关政策和法规对高层民用建筑钢结构的影响七、高层民用建筑钢结构的发展趋势和前景正文：随着我国城市化进程的加快，高层民用建筑的建设越来越普遍。
高层民用建筑钢结构作为建筑的主要结构形式，具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点，因此在高层建筑中得到了广泛的应用。
为了规范和指导高层民用建筑钢结构的设计、施工和使用，我国颁布了《高层民用建筑钢结构技术规程》（16g108-7）。
一、高层民用建筑钢结构技术规程的背景和意义《高层民用建筑钢结构技术规程》是对高层民用建筑钢结构领域技术经验的总结和提炼，为我国高层民用建筑钢结构的设计、施工和使用提供了科学依据。
规程的颁布对于提高我国高层民用建筑钢结构技术水平、确保建筑安全具有重要意义。
二、高层民用建筑钢结构的基本要求和技术规范规程明确了高层民用建筑钢结构应具备的基本要求，包括结构安全、功能合理、节能环保等方面。
同时，规程还对钢材、连接件、涂料等材料的选择和应用提出了技术规范，以确保建筑的质量和耐久性。
三、高层民用建筑钢结构的设计原则和计算方法规程详细阐述了高层民用建筑钢结构设计的原则，如抗震设计、抗风设计等，并为各种结构形式提供了计算方法和参数。
这些原则和计算方法有助于确保高层民用建筑钢结构的安全性能和可靠性。
四、高层民用建筑钢结构的构造细节和施工要求规程对高层民用建筑钢结构的构造细节进行了详细规定，包括构件连接、节点设计、钢材焊接等。
此外，规程还对施工过程中的质量控制、安全管理提出了具体要求，以确保施工质量和人员安全。
五、高层民用建筑钢结构的安全评估与检测规程明确了高层民用建筑钢结构的安全评估方法和检测技术，为建筑物在使用过程中的安全性评价提供了依据。
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。
16G519《多高层民用钢节点详图(详细书签)》
程》JGJ 99-2015, 做了适应性的修改， 并依据多高层钢结构设 计的发展，纳入了一些新的内容。 主要包括梁柱连接节点构造、
柱拼接节点构造、钢柱脚节点构造、 支撑和框架的连接节点构
造楼板连接节点构造等内容。其中钢筋析架楼承板连接节点 、
伸臂析架和腰析架相关节点等内容是根据设计技术发展新增
的内容。 同时对原图集的一些内容也做了删减 。 供设计 、 施工、
监理、 审图等方面的工程技术人员参考使用。
．
相关图集介绍： 16G108-7 《＜高层民用建筑钢结构技术规程＞图示》《＜高
层民用建筑钢结构技术规程＞图示》国家建筑标准设计图集是 《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-2015 的配套图集。 针对该规程的重点、 难点条文以图 、 表、 文字相结合的方式， 对其内涵进行挖掘 ， 对其脉络进行梳理， 对其应用进行指引 。 把《高层民用建筑钢结构技术规程》以多维的视角 、 合理的延 伸展现出来， 作为规程的配合资料 ， 并适当结合了《钢结构设 计规范》、 《建筑抗簇设计规范》等联系密切的规范， 对其规定 的理解和应用给出合理建议。 供设计 、 施工 、 监理、 审图等方 面的工程技术人员参考使用 。
国家建筑标准设计图集
16G519
（替代01SG519 01 <04)SG519)
贮二
''''
批准部门：
组织编制：
多
中固计划么版社
．
．
图集简介
．重
．Hale Waihona Puke ISBN 978- 7-5182-0453-3
短睬睬鞋沁十官腊信 颐更多资源信息 定价 ： 49.00 元
16G519 《多 、 高层民用建筑钢结构节点构造详图》本图
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。
对高层建筑钢结构节点设计的分析
对高层建筑钢结构节点设计的分析钢结构是由构件和节点构成的。
即使每个构件都能满足安全使用的要求，如果节点设计处理不恰当，连接节点的破坏，也常会引起整个结构的破坏连接节点破坏是钢结构地震破坏的常见形式之一。
1994年1月美国北岭地震后，调查了1000多栋钢结构房屋建筑，有100多栋建筑的梁柱连接破坏，其中80%以上破坏发生在梁的下翼缘连接。
1995年1月日木阪神地震后的调查发现，部分钢结构也出现了梁柱连接破坏的震害，破坏位置卞要在扇形切角工艺孔端部。
可见，要使结构能够满足预定功能的要求，正确的节点设计与构件设计，两者具有同等的重要性。
一、节点的连接方式高层钢结构的节点连接可采用焊接、高强度螺栓连接，也可以采用焊接与高强度螺栓的栓焊混合连接。
1.焊接连接。
焊接连接的传力最充分，有足够的延性，但焊接连接存在较大的残余应力，对节点的抗震设计不利。
焊接连接可采用全熔透或部分熔透焊缝。
但对要求与母材等强的连接和框架节点塑性区段的焊接连接，应采用全熔透的焊接连接。
2.高强度螺栓连接。
高层钢结构承重构件的高强度螺栓连接应采用摩擦型。
高强度螺栓连接施工方便，但连接尺寸过大，材料消耗较多，因而造价较高，且在大震下容易产生滑移。
3.栓焊混合连接。
栓焊混合连接在高层钢结构中应用最普遍，一般受力较大的翼缘部分采用焊接，腹板采用高强度螺栓连接。
这种连接可以兼顾两者的优点，在施工上也具有优越性。
由于施工时一般先用螺栓定位然后对翼缘施焊，此时栓接部分承载力应考虑先栓后焊的温度影响乘以折减系数0.9。
二、高层建筑钢结构的节点设计原理1.节点的连接方式。
钢结构中节点的连接方式主要分为三种：一种是焊接连接，这种连接方式具有充分的传力和很好的延展性等优点，它的缺点就是有很强的残余应力，不能满足于节点的抗震需求。
在焊接连接的方式中，一般使用全熔透的焊缝技术。
尤其是对一些强度连接和对塑性区段的连接等。
第二种是高强度螺栓连接，一般在高层建筑的钢结构中，需要采用摩擦型的连接，这种连接方式对施工的要求不是很复杂，不过其成本比较高，是由于这种连接方式的尺寸较大，还可能在震动很大的时候出现滑移现象。
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bf
tf
M (htf
)
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
高层建筑钢结构-第六章节点设计
2021年4月1日星期四
高层建筑钢结构
❖ 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
M
Iw I f Iw
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝：
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
节点处构件塑性区的板件宽厚比应满足抗震规范要求
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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：
Muj jMp
Vuj 1.2(2Mp /ln)VGb
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❖ 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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❖ 梁与柱的半刚性连接
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❖ 梁与柱的铰接连接
Nvbu0.58nf Aebfub
Ncbud tfcbud t1.5fu
fub－高强螺栓最小抗拉强度； li－2螺02栓1年群4月形1日心星线期四两侧高层一建对筑钢螺结构栓-第的六章距节点离设。计
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②纯框架节点处的强柱弱梁条件
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➢当梁翼缘用对接焊缝、腹板用高强螺栓连接时：
Muj Af(htf)fu (liNvbu )
Vuj minnN vb {u,nN cbu}
式中：
Nvub、Ncub－一个高强螺栓的
最大抗剪强度和对应的板件极 限承压强度：
简化计算时， 可忽略
tw
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 Afbfb fc
式中：Afb为梁受压、受拉翼缘的截面面积；fc、 fb 为柱、梁钢
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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：
Muj Af (htf )fu142helw 2fu/ 3
简化计算时， 可忽略
Vuj 2helwfu/ 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。
矩形截面： Wp21 2hb 1 4h1 4b2 h
工字形截面： Wp14tw(h2tf )22bft(h/2tf /2) tw(h2tf )2/4bft(htf )
箱形截面： Wp21 4tw(h2tf)22bft(h/2tf /2)
tw(h2tf )2/2bft(htf )
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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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6.2 梁－柱节点设计
1) 节点分类与构造特点
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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)
梁翼缘与柱翼缘的对接焊缝：
bf
Mf tf (htf
)
ftw
梁腹板的角焊缝(同时承受弯 曲正应力和剪应力)：
f
3Mw helw2
,
f
V 2lwhe
( f
/
f
)2
2 f
f
w 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：
Nv Mwyyi212Vn2 0.9Nvb
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
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③节点有水平加劲肋时柱腹板的验算
M M 4 b1
b2
fv
hht 3 高层建筑钢结构-第b六章c节w点设计
高层建筑钢结构
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
类似于对形心 轴的面积矩
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Wp的计算方法
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 A fb fb
tw
A fb fb be fc
2tc021年04.4月1日A星fb期fb四
f高层建筑钢结构-第六章节点设计 c
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高层建筑钢结构
节点域腹板剪切强度的验算：
Mb1 Mb2 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。
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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