桁架连接板节点形式、构造、计算及算例等.pdf
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1、1 钢构节点与构件设计光明顶 钢构节点与构件设计光明顶 45.45.桁架连接板节点节点形式与构造 桁架连接板节点节点形式与构造 1)什么是连接板节点 2)两种类型 格构式构件中的衍架节点,按照腹杆与弦杆的连接构造关系,还有“外贴节点板式”和“整体节点板式”两种形式之分。小结:实际项目中多用外贴节点板式 3)一般原则(四个)节点的构造应尽可能简单,相连板件之间的应力传递应流畅、明确;节点的连接不应对构件形心轴构成偏心。即高强度螺栓或者焊缝所传递的合力的作用线应与构件的形心轴线重合;避免产生不利的应力集中现象。连接长度过长,作用千连接件的应力分布会显著的不均匀,因此应适当控制连接长度。尽量避免产生
2、不利的残余应力和次应力。2 4)构造要求(八点)连接板的平面尺寸,一般可根据所连接杆件的截面尺寸及其连接焊缝长度或螺栓数目来确定。国外有关规范介绍,对螺栓连接的节点,为避免螺栓受力不均,沿受力方向一列螺栓线上排列的螺栓数目,以承压型连接的场合不大于6 个,摩擦型连接的场合不大于8 个为宜。对桁架节点的节点板,节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角不应小于15,斜腹杆与弦杆的夹角应在3060之间;节点板的自由边长度l与厚度t 之比不得大于60t,否则应沿自由边设加劲肋予以加强 杆件与节点板的连接焊缝,宜采用两面侧焊,也可以三面围焊,所有围焊的转角处必须连续施焊;弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间隙不应小于2
3、0mm,相邻角焊缝焊趾间净距不应小于5mm。节点板厚度一般根据所连接构件内力的大小确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配误差。3 框架中心支撑结构的支撑采用节点板与框架连接时,节点板尺寸不仅应有足够的受力有效宽度,还应满足节点板在连接杆件每侧有不小于30夹角的要求。对于有抗震要求的框架,当框架抗震等级为一、二级时,支撑端部至节点板最近嵌固点(节点板与框架构件连接焊缝的端部)在沿支撑杆件轴线方向的距离,不应小于节点板厚度的2倍,这样可使节点板在大震时产生平面外屈曲(产生非约束的出平面塑性转动),从而减轻对支撑结构的破坏。对于有抗震要求的支撑的连接板节点,节点板与柱和支撑的连
4、接尚应符合下列要求:直接承受动力荷载的桁架,采用整体节点板式节点时,角撑厚度不宜小于弦杆竖壁(腹板)厚度;为减少角撑板与弦杆相连的两侧边角区附近的应力集中,宜将该角区做成圆弧,该圆弧半径不宜小于60mm。更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入微信公众号 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群4 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 群参与结构设计问题的讨论。46.46.桁架桁架连接板节点连接板节点1)两种算法 杨工总结计算思路
5、:先算紧固件的承载力连接板节点的受力特点是:连接板件承受轴力一般是板件屈服,板件受压屈曲抗撕裂法和有效宽度法。2)抗撕裂法 概念上了解即可,实际手算麻烦 焊缝连接 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群5 连接板节点连接板节点计算 计算 先算紧固件的承载力,再算连接板的承载力!连接板件承受轴力、剪力,有的或还承受平面内的弯矩作用压屈曲以及板件的板块拉、剪撕裂。实际手算麻烦。鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 有的或还承受平面内的弯矩作用。板件的破坏形式 螺栓连接 3)有效宽度法 焊缝连接 焊缝连接快速选用表格鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群6 连接快速选用表格(
6、实用)鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 前提:1)柜架杆件与节点板采用侧焊缝搭接连接2)2)符合不需验算节点板稳定的条件至弦杅的净距离 c 满足 C/t 15ek 内力乘以增大系数 1.25 来选用节点板厚度 螺栓连接 4)轴向压力作用下桁架 桁架节点板稳定性要求的规定注意:此部分实际项目很少手算鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群7 柜架杆件与节点板采用侧焊缝搭接连接;不需验算节点板稳定的条件:对有竖腹杆相连的节点板,受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向15ek 时;对无竖腹杆相连的节点板,当满足 c/t l0ek 时来选用节点板厚度。桁架节点板的稳定计算
7、 节点板稳定性要求的规定 此部分实际项目很少手算,主要从概念上搞清楚。鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向时,可将受压腹杆的 搞清楚什么时候算?什么时候免算 有竖腹杆相连的节点板 无竖腹杆相连的节点板 计算 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群8 什么时候免算?鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群9 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入微信公众号 鲁班结构院交流群鲁
8、班结构院交流群10 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 群参与结构设计问题的讨论。鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 11 47.47.桁架连接板节点算例与节点图绘制 桁架连接板节点算例与节点图绘制 1)手册算例 2)节点图绘制思路更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入微信公众号鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群12 节点图绘制思路 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流
9、,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 群参与结构设计问题的讨论。48.48.受弯构件局部稳定外传受弯构件局部稳定外传1.1.规范条文总结(规范条文总结(钢标钢标 加劲肋 加劲肋 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群13 受弯构件局部稳定外传受弯构件局部稳定外传一高厚比限值的来源 一高厚比限值的来源 钢标钢标 6.3 节)6.3 节)鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 灵魂拷问:这些规定是怎么来的 局部稳定的临界应力公式局部稳定的临界应力公式 钢梁翼缘
10、纯弯钢梁翼缘纯弯时的局部稳定时的局部稳定鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群14 这些规定是怎么来的?局部稳定的临界应力公式局部稳定的临界应力公式 时的局部稳定时的局部稳定 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 15 钢梁腹板纯剪时的局部稳定 钢梁腹板纯剪时的局部稳定 6.3.2.1 当 h0tw80k时,对有局部压应力的梁,宜按构造配置横向加劲肋;当局部压应力较小时,可不配置加劲肋。钢梁腹板纯弯时的局部稳定 钢梁腹板纯弯时的局部稳定 2)当受压翼缘扭转受到约束且 h0tw170k、受压
11、翼缘扭转未受到约束且 h0tw150k,或按计算需要时,应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁,必要时尚宜在受压区配置短加劲肋;对单轴对称梁,当确定是否要配置纵向加劲肋时,h0应取腹板受压区高度 hc的 2 倍。钢梁腹板局压钢梁腹板局压时的局部稳定时的局部稳定6.3.2.1 当 h0tw80k时,对有局部压应力的梁置加劲肋。2.2.加劲肋经典总结 加劲肋经典总结 横向加劲肋抗剪 纵向加劲肋抗弯 短向加劲肋局压 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入微信公众号 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群16 时的局部稳定时的局部稳定 对有局部压应力的梁,宜按构造
12、配置横向加劲肋;当局部压应力较小时更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 当局部压应力较小时,可不配群参与结构设计问题的讨论。49.49.受弯构件局部稳定外传受弯构件局部稳定外传1.1.背景 背景 设置加劲肋的腹板屈曲后的状态设置加劲肋的腹板屈曲后的状态小结:张力场 腹板屈曲后强度腹板屈曲后强度利用的条件利用的条件横向加劲肋抗剪不设或大间距纵向加劲肋抗弯不设 短向加劲肋局压不设 腹板屈曲应力腹板屈曲应力分布变化分布变化2.2.腹板屈曲后的
13、强度利用计算流程汇总腹板屈曲后的强度利用计算流程汇总 整体计算 整体计算 两大类:梁的受弯、受剪计算 加劲肋的计算 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群17 受弯构件局部稳定外传受弯构件局部稳定外传二腹板屈曲后的强度利用上二腹板屈曲后的强度利用上设置加劲肋的腹板屈曲后的状态设置加劲肋的腹板屈曲后的状态 利用的条件利用的条件 不设或大间距 分布变化分布变化 腹板屈曲后的强度利用计算流程汇总腹板屈曲后的强度利用计算流程汇总 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 二腹板屈曲后的强度利用上二腹板屈曲后的强度利用上 鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群
14、934807227 18 梁受弯、受剪承载力计算 梁受弯、受剪承载力计算 加劲肋计算 加劲肋计算 关键点:H 确定;水平距离 e剪力 V 封板面积 Ac弯矩 M 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入微信公众号 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群19 更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 群参与结构设计问题的讨论。鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 20 50.50.受弯构件局部稳定
15、外传三腹板屈曲后的强度利用下 受弯构件局部稳定外传三腹板屈曲后的强度利用下 1.1.算例与编程 算例与编程 算例 算例 鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 21 鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 22 鲁班结构院交流群 934807227 鲁班结构院交流群 934807227 23 编程 编程 2.2.小结 小结 建议实际项目一般考虑通过设置加劲肋满足局部稳定的要求!本外传目的只是希望朋友们进一步了解一些概念机理。更多结构设计课程和工程问题欢迎加下方杨工微信交流,加入 QQ 群参与结构设计问题的讨论。微信公众号
16、鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群24 微信公众号 QQ 交流群 杨工微信 鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 51.51.门式刚架变截面梁门式刚架变截面梁1.1.门式刚架梁柱基础知识门式刚架梁柱基础知识 刚架梁、刚架梁、柱截面形式与尺寸选择柱截面形式与尺寸选择一般情况下,刚架梁与柱均采用双当柱底刚接时,宜采用等截面形式屋面梁宜采用变截面形式,为简板变高度方式,两构件相接处的截面高度屋面梁与柱子相连处为变截面构件的大头构件大头翼缘宽度官为截面高度的截面抗弯模量宜与所相连的梁端抗弯模最大致相等 变截面构件的几何特性计算变截面构件的几何特性计算1、内力计算时变截
17、面门式刚架可采用有限单元法计算楔形单元。2、采用合适的专业软件计算,可直接输入构件的实际尺寸即可计算验算采用大头和小头的截面几何特性 下面内容先概念上把握,下面内容先概念上把握,具体参数细节后面专题细说具体参数细节后面专题细说鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群25 门式刚架变截面梁门式刚架变截面梁计算一 计算一 门式刚架梁柱基础知识门式刚架梁柱基础知识 柱截面形式与尺寸选择柱截面形式与尺寸选择 双轴对称的H截面形式,根据弯矩图采用楔形变截面或等截面宜采用等截面形式,否则,宜采用变截面;中柱宜为等截面柱;为简便制作,对跨中区段的屋面梁,可采用等截面形式。变的截面高度应相同,翼缘的宽度和厚度可以不相
18、同。变截面构件的大头,高度宜取跨度的1/30左右,小头高度宜为大头高度的构件大头翼缘宽度官为截面高度的1/2.5-l/5,柱子的截面宽度大于或等于所连接的屋面梁宽度宜与所相连的梁端抗弯模最大致相等。变截面构件的几何特性计算变截面构件的几何特性计算 内力计算时变截面门式刚架可采用有限单元法计算,宜将构件分为若干段,每段视为可直接输入构件的实际尺寸即可计算,和变形内力分析,采用大头和小头的截面几何特性,当需要考虑利用屈曲后强度的计算时,采用有效截面具体参数细节后面专题细说具体参数细节后面专题细说!鲁班结构院交流群鲁班结构院交流群 934807227 934807227 截面或等截面,如图所示;变截
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