鋼結構節(jié)點樓板設計要點ppt課件

1、 (華中科技大學土木與力學學院華中科技大學土木與力學學院)內容節(jié)點的設計原那么 (總)節(jié)點設計時的構造要求各類節(jié)點的做法及特點節(jié)點分類一、節(jié)點的設計原那么一、節(jié)點的設計原那么1 1、不思索抗震要求時、不思索抗震要求時構造的主要荷載包括兩種情況抗震非抗震風荷載構造普通處于彈性形狀作用時與地震荷載相比不大滿足構件內力要求即可節(jié)點設計原那么2 2、當思索抗震要求時、當思索抗震要求時構造的主要荷載地震荷載構造能夠進入塑性形狀作用時塑性區(qū)附近的節(jié)點塑性區(qū)內的桿件特殊的設計要求節(jié)點設計原那么滿足構件內力要求特殊設計要求針對構件塑性時的部分穩(wěn)定節(jié)點極限承載力梁塑性時的側向穩(wěn)定A、節(jié)點極限承載力Mu 1.2

2、MpVu 1.3 (2Mp/l)Mu、Vu 節(jié)點的極限受彎、受剪承載力Mp 梁的全塑性彎矩承載力l 梁的凈跨度梁柱節(jié)點極限承載力Ru 1.2 An fyRu 支撐銜接的極限承載力An 支撐桿凈截面面積fy 支撐桿資料的屈服強度支撐節(jié)點極限承載力B、構件進入塑性形狀時， 板件的部分穩(wěn)定應有保證框架梁板件7度及以上6度和非抗震設防工字形梁和箱形梁翼緣懸伸部分b/t911工字形梁和箱形梁腹版h0/tw72-100N/Af85-120N/Af箱形梁翼緣在兩腹板之間的部分b0/t3036框架梁板件寬厚比限值注：1、表中，N為梁的軸向力，A為梁的截面面積，f為梁的鋼材強度設計值； 2、表列值適用于 = Q

3、235鋼，當鋼材為其它牌號時應乘以yf2/235mmNyf/235C、受彎構件塑性區(qū)應設置側向支撐點防止梁發(fā)生側向的彎扭失穩(wěn)目的L0 兩相鄰支撐點之間的間距設置方法L0 / b0 ? (根據(jù)鋼構造規(guī)范b0 受壓翼緣的寬度二、節(jié)點設計的構造要求總二、節(jié)點設計的構造要求總1、設計時，應使節(jié)點構造簡單，施工方便，便于就位和調整2、應防止厚鋼板層狀撕裂ZYX如圖，經(jīng)過軋制而成的鋼板，三個方向的機械性能均不一樣，其中Z向厚度方向最差，特別是塑性和韌性 鋼板受撕裂情況 B、對于容易發(fā)生撕裂的部位，應要求嚴厲檢查A、盡量防止焊縫收縮方向垂直鋼板板面方向C、在滿足承載力要求的前提下，盡量減少焊縫尺寸構造措施3

4、、在確定框架吊裝單元時，應根據(jù)構件分量、運輸和起吊設備綜合確定柱二層或三層樓高一根一、四層也可梁每跨梁一根密柱深梁的框筒三根柱 + 三根梁樹狀柱吊裝單元三根柱 + 二根梁世界貿易中心美國，紐約 411m，地上110層，地下6層 ，1973年開工外 筒 柱 子高 的 格 構 式 梁次 梁樓 蓋 水 平 支 撐內 柱帶 高 強 度 螺 栓 孔 的 裙 梁 阿莫科大廈Amoco Building) 芝加哥規(guī)范石油大樓 美國，芝加哥 342m地上82層，地下5層 1973年4、柱的工地接頭普通設置在主梁頂面1.0 1.3 m 高處,以便于安裝5、梁假設需求現(xiàn)場接頭，其位置應根據(jù)內力、運輸、支撐綜合確定

5、普通間隔柱軸線約0.5 - 1.5m6、焊條應與鋼材的型號匹配，盡量選擇強度低的，使節(jié)點有好的延性7、為了焊透和滿焊，應設置引弧板和墊板，且焊件應加工成坡口8、對于主要承重構件的螺栓銜接，應采用高強度螺栓位移小、強度高、延性好9、假設節(jié)點為栓焊混合銜接，應先安裝螺栓，再施焊三、高層建筑鋼構造節(jié)點的類型三、高層建筑鋼構造節(jié)點的類型梁 柱梁柱節(jié)點柱 柱柱柱節(jié)點梁 梁梁梁節(jié)點柱 根底柱腳節(jié)點支撐 梁柱支撐節(jié)點鋼梁 鋼砼剪力墻墻梁節(jié)點1 1、梁柱節(jié)點、梁柱節(jié)點半剛性銜接剛性銜接鉸接梁柱之間的轉動剛度A、剛性銜接全焊銜接全栓銜接栓焊銜接工廠中采用，現(xiàn)場不宜采用適宜現(xiàn)場安裝現(xiàn)場采用，資料耗費多梁-柱全焊接

6、剛性節(jié)點梁-柱栓焊混合銜接剛性節(jié)點T型鑄鋼件角鋼T型鑄鋼件和角鋼可以在工廠力先焊在柱上，以減少現(xiàn)場任務量，但運輸應留意全栓銜接梁-柱T形件銜接形 連 接 件B、半剛性銜接介于剛性和鉸接之間，有較大的延性和吸能性能用于低烈度地震區(qū)，層數(shù)不多的鋼框架梁-柱端板銜接C、鉸接銜接梁可繞節(jié)點轉動，節(jié)點不能傳送彎矩M銜接方法簡單，施工方便當不思索鋼框架抵抗程度力時，可以思索鉸接梁-柱的柔性銜接2 2、柱柱節(jié)點、柱柱節(jié)點寬翼緣工字型矩型管截面A A、柱截面、柱截面熱軋寬翼緣工字型截面焊接的工字型截面四塊鋼板經(jīng)過焊接而成B B、柱腹板、翼緣之間的焊接構造、柱腹板、翼緣之間的焊接構造 焊接的工字型截面角焊縫，接

7、受腹板、翼緣之間的豎向剪力 焊接的矩形管截面a、當不思索抗震要求時部分熔透的 “ V 型熔透的“ U 型轉角處焊縫hf 1/3 t; hf 14 mm箱形柱角部組合焊縫箱形柱角部組合焊縫a部分熔透焊縫； b全熔透焊縫見 詳 圖C C、柱接頭做法、柱接頭做法 不思索抗震要求a、柱上下兩段應設置耳板， 厚度大于10mm寬翼緣工字型矩型管截面設于柱翼緣兩相對的翼緣上b、柱接頭處采用部分焊透的單邊 “ V “ J 型坡口 c、柱接頭位置普通在梁上1.0-1.3m處，以方便施工部分焊透焊縫部分焊透焊縫工形柱工地拼接工形柱工地拼接銑 平銑 平高 強 度 螺 栓銑 平 思索抗震要求a、柱上下兩段應設置耳板，

8、方法同上b、柱接頭位于塑性區(qū)范圍以外 1/10 L 和 2h (取大值c、對于工字型截面， 翼緣熔透坡口焊，接受彎矩M 腹板高強度螺栓，接受剪力Q 軸力由兩者共同承當d、矩形管截面，采用焊透的坡口焊箱形柱工地焊接箱形柱工地焊接上 柱 橫 隔 板下 柱 蓋 板 柱的變截面銜接a、 盡量不改動截面高度而改動翼緣厚度b、假設改動截面高度，那么做法如圖c、變截面位置普通位于接頭部位柱的變截面銜接1柱的變截面銜接23 3、梁梁節(jié)點、梁梁節(jié)點A A、主梁的拼接、主梁的拼接拼接位置應在框架節(jié)點塑性區(qū)以外主梁的拼接方式B B、主次梁的相互銜接、主次梁的相互銜接為防止受扭，宜采用鉸接方法次梁與主梁的簡支銜接次梁

9、高度較小時與主梁的銜接次梁高度較小時與主梁的銜接次梁與主梁的剛性銜接次梁與主梁的剛性銜接C C、主梁的側向隅撐、主梁的側向隅撐為防止主梁塑性區(qū)側向失穩(wěn)，設置隅撐間隔柱軸線1/81/10梁跨處設置設置在梁的下翼緣設置方法梁的側向隅撐梁的側向隅撐設 于 梁 下 翼 緣4 4、墻梁節(jié)點、墻梁節(jié)點A A、鋼梁與砼墻的銜接、鋼梁與砼墻的銜接采用鉸接，接受拉力和剪力鋼梁與混凝土墻銜接鋼梁與混凝土墻銜接 鋼梁與混凝土墻的簡支銜接鋼梁與混凝土墻的簡支銜接B B、鋼梁與砼梁的銜接、鋼梁與砼梁的銜接鋼梁與混凝土梁的銜接鋼梁與混凝土梁的銜接加密箍筋混凝土梁1、大跨度鋼構造2、組合構造3、鋼構造住宅在我國的運用和前景

10、4、我國鋼構造建筑的歷史和未來現(xiàn)代鋼構造進展現(xiàn)代鋼構造進展 高層建筑鋼構造高層建筑鋼構造 樓板設計樓板設計內容樓板設計的根本要求樓板的類型作法 每類樓板相關的內容特點 設計方法構造要求建筑運用受力一、樓板設計的根本要求一、樓板設計的根本要求A、接受和傳送荷載(程度和豎向荷載)B、隔音的要求詳細滿足兩個方面的要求剛度強度保證住宅私密性C、防火要求采取防火措施, 維護鋼梁和樓板D、防水要求樓面和屋面, 均應進展防水處置E、管線敷設要求管線豎向程度普通敷設在樓板內二、樓板的分類二、樓板的分類做法不同現(xiàn)澆鋼砼樓板預制鋼砼樓板壓型鋼板砼樓板四類鋼砼疊合樓板1 1、現(xiàn)澆鋼砼樓板、現(xiàn)澆鋼砼樓板做法由鋼筋與砼

11、現(xiàn)場澆注而成，兩者共同受力特點B、由支模、拆模、扎筋、澆灌、養(yǎng)護等工序構成， 施工復雜、繁瑣，且影響鋼構件的吊裝A、可以澆住成恣意平面外形，整體剛度好運用普通很少用于高層建筑鋼構造C、樓板與鋼梁外表之間應加抗剪銜接件栓釘2 2、預制鋼砼樓板、預制鋼砼樓板做法直接由工廠或現(xiàn)場預制，置于鋼梁上，用細實混凝土澆灌槽口和板縫特點B、省去了支模、拆模、扎筋、澆灌、養(yǎng)護等復雜工 序，但需吊裝，且影響鋼構件的吊裝A、樓板整體剛度差，不能與鋼梁一同共同任務運用在高層建筑鋼構造中運用不多分類預制預應力鋼砼樓板預制鋼砼樓板3 3、鋼砼疊合樓板、鋼砼疊合樓板做法把鋼砼樓板分兩層特點B、省去了支模、拆模、扎筋、澆灌、

12、養(yǎng)護等復雜工 序，但需吊裝，且影響鋼構件的吊裝A、樓板整體剛度好，但不能與鋼梁一同共同任務運用在高層建筑鋼構造中運用不多上層：在下層預制板上完成現(xiàn)澆作業(yè)下層：較薄的預制板，吊裝到鋼梁上，起模板作用4 4、壓型鋼板砼板、壓型鋼板砼板三、壓型鋼板砼樓板的做法、特點三、壓型鋼板砼樓板的做法、特點做法把壓型鋼板首先鋪在鋼梁上，并與梁翼緣焊接，然后在壓型鋼板上現(xiàn)澆砼或鋼砼。砼與壓型鋼板之間、壓型鋼板與鋼梁之間均有抗剪構造銜接件縱向程度剪切粘結破壞 國產壓型鋼板板型 國外板型組合板的組合方式壓型鋼板組合梁(a)肋平行于主鋼梁 (b)肋垂直于主鋼梁壓型鋼板砼樓板特點壓型鋼板砼樓板特點施工設計從設計角度B、極

13、限承載力大，到達30 - 50 kN/m2A、組合后剛度大、延性好、抗震性能好C、樓板的剛度大，能有效地傳送程度荷載D、樓板可作為鋼梁的一部分，提高了鋼 梁的抗彎剛度和承載力20-30%， 添加了梁的側向穩(wěn)定E、合理利用資料，充分發(fā)揚其各自優(yōu)勢鋼梁外露的組合梁從施工角度B、壓型鋼板一旦鋪設，可作為任務平臺A、壓型鋼板很輕，安裝時方便、速度快C、澆灌砼可單獨進展，與其它安裝工序不打擾D、壓型鋼板的溝槽可以用來敷設管線E、不需求支模，大大方便了施工運用在高層建筑鋼構造中運用非常普遍瑞金大廈，107m, 地上29層，地下1層，上海，于1986年開工10層以上采用壓型鋼板砼板，梁上抗剪栓釘：11623

14、0216230瑞金大廈瑞金大廈北京，82.75m, 地上26層，于1986年開工京城大廈京城大廈北京，地上25層，地下2層, 94m，1987年建成 長 富 宮 中長 富 宮 中心心北京，地上52層，地下3層,196m高，1990年建成京廣中心京廣中心中國，北京, 153.55m，地下2層, 地上39層中 國 國 際 貿中 國 國 際 貿易中心易中心深圳, 151m，地上40層，地下1層深 圳 開 展 中深 圳 開 展 中心大廈心大廈上海，地下1層，地上43層，143.62m上 海 靜 安 希上 海 靜 安 希爾頓酒店爾頓酒店上海，129.55m，地下2層, 地上35層上 海 國 際 貿上 海

15、 國 際 貿易中心易中心四、壓型鋼板砼樓板的分類四、壓型鋼板砼樓板的分類做法、受力不同做法、受力不同非組合板組合板組合板組合板B、壓型鋼板為運用階段的受力鋼板A、壓型鋼板為施工階段的模板C、砼中不配鋼筋B、組合板壓型鋼板+素砼在運用階段的計算A、壓型鋼板在施工階段的驗算做法計算內容計算方法同普通鋼砼非組合板非組合板做法A、壓型鋼板僅為施工階段的模板B、運用階段受力的部分為鋼砼板B、鋼砼板在運用階段的計算A、壓型鋼板在施工階段的驗算計算內容運用最為普遍C、砼中配鋼筋五、壓型鋼板計算施工階段五、壓型鋼板計算施工階段所受荷載施工荷載，包括人、設備和資料，大于1.5kN/m2濕的砼、壓型鋼板自重正應力

16、剪應力腹板部分承載力折算應力計算內容剛度強度正應力計算正應力計算max f剪應力計算剪應力計算max fv折算應力計算折算應力計算/2 + /2 1.0A AB BA AB B腹板部分承載力計算腹板部分承載力計算緣由緣由壓型鋼板較薄腹板能夠受較大集中力或支座反力 腹板壓跛(Web Crippling) 為防止壓跛景象出現(xiàn)，根據(jù)歐洲所做的大量實驗，以及我國現(xiàn)行國家規(guī)范建議采用如下公式進展驗算 式中 支座反力； 一塊腹板的部分受壓承載力設計值； 鋼材抗壓強度設計值； 系數(shù)，中間支座取0.12，端部支座取0.06； 腹板厚度mm； 支座處的支承長度100 mm 200 mm,端部支座可取 100 m

17、m； 腹板傾角45 90。 22904 . 202. 05 . 0tlfEtRRcwRwRftclclcl壓型鋼板剛度驗算壓型鋼板剛度驗算 5撓度驗算 壓型鋼板在施工階段應進展撓度計算。當均布荷載作 用時 簡支板 雙跨延續(xù)板 式中 板的撓度； 單位寬度均布短期荷載值，取荷載規(guī)范值； 壓型鋼板彈性模量； 單位寬度均布壓型鋼板的慣性矩； 板的允許撓度。 根據(jù)我國近十年來的工程實驗閱歷，對于運用于樓板中 的壓型鋼板，其最大撓度 不應超越跨度的1/200和20mm的 較小值。38454sssIElp18514sssIElpspsEsI六、組合板計算運用階段六、組合板計算運用階段所受荷載運用荷載砼、壓型

18、鋼板自重橫截面抗彎強度疊合面抗剪強度集中力作用下的抗沖切計算斜截面抗剪強度計算內容復雜，不引見剛度強度橫截面抗彎強度砼只思索受壓,不思索受拉壓型鋼板思索受拉、壓拉、壓資料同時到達設計值計算原那么兩種情形組合板正截面抗彎才干計算圖情形1：中性軸位于壓型鋼板以外 (1)當 時 塑性中和軸在壓型鋼板上翼緣以上混凝土內如上圖，組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 組合板受壓區(qū)高度，當時 ，取 ； 組合板的有效高度； 壓型鋼板截面應力合力至混凝土受壓區(qū)截面應力的合力的間隔， 取 ； 壓型鋼板的波距； 壓型鋼板波距內的截面面積； 壓型鋼板的抗拉強度設計值。ccsfbhfA1cfxbyM1bffAxcs1x0hybsAf055. 0hx 055. 0hx 20 xhy情形2：中性軸位于壓型鋼板以內 (2)當時 塑性中和軸在壓型鋼板內如上圖，組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 塑性中和軸以上的壓型鋼板面積； 壓型鋼板受拉區(qū)截面拉應力的合力分別至受 壓區(qū)混凝土板截面和壓型鋼板截面壓應力的 合力的間隔。ccsfbhfA1211fyAyfbhMsccc)/(5 . 01