H型鋼柱拼接節(jié)點(diǎn)技術(shù)手冊(cè)簿

1、H型鋼柱拼接節(jié)點(diǎn)技術(shù)手冊(cè)柱與柱的拼接連接節(jié)點(diǎn)，理想的情況應(yīng)是設(shè)置在力較小的位置。但是，在現(xiàn)場(chǎng)從施工的難易和提高安裝效率方面考慮，通?？蚣苤钠唇舆B接接頭宜設(shè)置在框架梁上方1.3m附近。為了便于制造和安裝，減少柱的拼接連接節(jié)點(diǎn)數(shù)目，一般情況下，柱的安裝單元以三層為一根。特大或特重的柱，其安裝單元應(yīng)根據(jù)起重、運(yùn)輸、吊裝等機(jī)械設(shè)備的能力來確定。H型鋼柱的拼接，其翼緣板的拼接主要有高強(qiáng)度螺栓+拼接板的雙剪拼接、單剪拼接，或翼緣板直接采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接；腹板的拼接主要采用高強(qiáng)度螺栓+拼接板的雙剪拼接。我們常用的形式主要是：翼緣板拼接為采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接，腹板的拼接主要采用高強(qiáng)度螺

2、栓+拼接板的雙剪拼接。其他形式下的各種拼接組合也會(huì)用到，計(jì)算時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的拼接方式加以驗(yàn)算。拼接節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)算主要遵循鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版中的相關(guān)條文與規(guī)定。通常情況下，作用于柱拼接節(jié)點(diǎn)處的力有軸心壓力、彎矩和剪力。當(dāng)拼接連接處的力小于柱承載力設(shè)計(jì)值的一半時(shí)，從柱的連續(xù)性來衡量拼接連接節(jié)點(diǎn)的性能，其設(shè)計(jì)用力應(yīng)取柱承載力設(shè)計(jì)值的1/2。非抗震設(shè)防的高層鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)在拼接連接處不產(chǎn)生拉力，且被連接的柱端面經(jīng)過銃平加工且嚴(yán)密結(jié)合時(shí)，其軸心壓力和彎矩的25%分別由柱端面直接傳遞。也就是說，符合上述要求的柱的拼接節(jié)點(diǎn)連接，可分別按軸心壓力和彎矩的75%來計(jì)算，而剪力是不能通過柱端接觸面?zhèn)鬟f的。柱的拼

3、接連接，對(duì)H形截面柱其翼緣通常采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接，腹板采用高強(qiáng)度螺栓連接；也可全部采用高強(qiáng)度螺栓連接。當(dāng)采用高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，翼緣和腹板的拼接連接板應(yīng)盡可能成對(duì)設(shè)置，而且兩側(cè)連接板的面積分布應(yīng)盡可能與柱的截面相一致；在有彎矩作用的拼接連接節(jié)點(diǎn)中，拼接連接板的截面面積和截面抵抗矩均應(yīng)大于母材的截面面積和截面抵抗矩。柱的拼接連接，當(dāng)采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接時(shí)，尚應(yīng)采取以下措施。1為保證上、下柱拼接連接焊縫根部的間隙，可根據(jù)具體情況，選用以下的方法： 利用柱腹板的拼接連接板支承上柱。 利用上、下柱腹板端面經(jīng)加工的斷面嚴(yán)密接觸。 在工廠預(yù)先按要求于拼接處設(shè)置連接襯板，并將經(jīng)加工的端面

4、嚴(yán)密接觸。 采用上述方法的組合。2為確保柱的拼接連接節(jié)點(diǎn)的安裝質(zhì)量和架設(shè)的安全，在柱的拼接處須適當(dāng)設(shè)置安裝耳板作為臨時(shí)固定。此時(shí)安裝耳板的長(zhǎng)度、寬度和厚度與其連接焊縫、臨時(shí)固定的螺栓數(shù)目，應(yīng)根據(jù)柱子安裝單元的自重和安裝時(shí)可能出現(xiàn)的最大陣風(fēng)以與其他施工荷載來確定。但無論如何，安裝耳板的厚度不應(yīng)小于10mm;安裝耳板與柱的連接，當(dāng)采用雙面角焊縫時(shí)，其焊腳尺寸不宜小于8mm;連接螺栓數(shù)目上柱和下柱各為3個(gè)，直徑不應(yīng)小于20mm;安裝耳板的長(zhǎng)度和寬度可根據(jù)連接螺栓設(shè)置的構(gòu)造要求和焊縫操作的極限尺寸來確定。柱需要改變截面時(shí)，一般應(yīng)盡可能地保持截面高度不變，而采用改變翼緣厚度或板件厚度的方法。假如需改變柱

5、截面高度時(shí)，一般常將變截面段設(shè)于梁與柱連接節(jié)點(diǎn)處，使柱在層間保持等截面。這樣，柱外帶懸臂梁段的不規(guī)如此連接在工廠完成，以保證制作和安裝質(zhì)量。變截面的坡度，一般可在1:41:6的圍采用，通常取1:5或1:6。對(duì)邊列柱變截面時(shí)，其連接尚應(yīng)考慮由于上下柱中心偏離所產(chǎn)生的附加彎矩的影響。連接設(shè)計(jì)柱的拼接連接節(jié)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法通常有：1等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法2實(shí)用設(shè)計(jì)法一等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法是按被連接柱翼緣和腹板的凈截面面積的等強(qiáng)度條件來進(jìn)展拼接連接的設(shè)計(jì)。它多用于抗震設(shè)計(jì)或彈塑性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中柱的拼接連接設(shè)計(jì)，以確保結(jié)構(gòu)體的連續(xù)性、強(qiáng)度和剛度。當(dāng)柱的拼接連接采用焊接連接時(shí)，通常采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接，

6、并采用引弧板施焊。此時(shí)，視焊縫與被連接翼緣和腹板是等強(qiáng)度的，不必進(jìn)展焊縫的強(qiáng)度計(jì)算。H形截面柱的拼接連接有：柱翼緣采用焊縫連接，腹板采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接。翼緣的焊接連接，通常也是采用完全焊透的坡口對(duì)接焊縫連接，并采用引弧板施焊。此時(shí)，視焊縫與被連接的翼緣是等強(qiáng)度的，不必進(jìn)展焊縫強(qiáng)度的計(jì)算；而腹板連接所需的摩擦型連接的高強(qiáng)度螺栓與其拼接連接板，可按全部采用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)展拼接連接的有關(guān)要求來確定。H形截面柱的拼接連接還有：柱翼緣和腹板全部采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接。采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法進(jìn)展柱翼緣和腹板全部采用摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓的拼接連接設(shè)計(jì)時(shí)，可按以下要求確定。1作用于柱拼接連接處的力有軸心壓力、

7、彎矩和剪力。柱的拼接連接按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)力，可按如下公式計(jì)算：軸心壓力彎矩剪力參數(shù)說明：為柱扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面模量，可按下式計(jì)算：為柱扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面慣性矩，可按下式計(jì)算：q=2J五+瞿J為柱的毛截面慣性矩，可按下式計(jì)算：為柱翼緣的毛截面慣性矩，可按下式計(jì)算：為柱腹板的毛截面慣性矩，可按下式計(jì)算：為柱的截面高度；為柱的截面寬度翼緣寬度；為柱單側(cè)翼緣計(jì)算削弱截面上的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目，對(duì)并列布置翼緣上共有兩列，或翼緣上共有四列，對(duì)錯(cuò)列布置可近似取翼緣上共有四列，但中間兩列錯(cuò)列布置；為柱翼緣的高強(qiáng)度螺栓孔徑；為柱的翼緣厚度；為柱的腹板厚度；為柱腹板的高強(qiáng)度螺栓孔徑；為柱截面中和軸

8、至腹板的高強(qiáng)度螺栓孔中心的距離；為柱單側(cè)翼緣扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面面積，可按下式計(jì)算：為柱腹板扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面面積，可按下式計(jì)算也可近似地取腹板毛截面面積的0.85倍：為柱腹板的高度；為柱腹板計(jì)算削弱截面上的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；為鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)處鋼板材質(zhì)、厚度不同而取不同數(shù)值，按下文表格中數(shù)值采用；為鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)處鋼板材質(zhì)、厚度不同而取不同數(shù)值，按下文表格中數(shù)值采用。»X4.II柄材的強(qiáng)度嫩計(jì)供（N/mHJ抗技，抗既和抗峰/1Wjrj*端面承任（刨甲項(xiàng)緊JJ牌號(hào)厚度或直徑（tnmj0235蝸125-.1152鵬120>

9、40-6120frIIS._|XITOflr190Q3*5鋼I<M如0JHQ400A16激29(1701L1J55.-J>50100如IM39。炯350205415>16-35._1903£f1HQr>50-100j.29517QQ410舸1<1638，120440泌第210340195*(11003躊|臉J2按照等強(qiáng)度條件，拼接連接的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)等于柱子板件的承載力設(shè)計(jì)值。柱子在軸心壓力、彎矩和剪力共同作用下，柱翼緣的等強(qiáng)度條件是：因此柱翼緣的拼接連接如此取作為設(shè)計(jì)力值即。此時(shí)柱子單側(cè)翼緣連接所需的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目，應(yīng)按下式計(jì)算:參數(shù)說明：為一個(gè)摩擦型

10、高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值；其他參數(shù)按前文參數(shù)說明。3同理，按照等強(qiáng)度條件，柱子在軸心壓力、彎矩和剪力共同作用下，柱腹板的等強(qiáng)度條件是：因此柱腹板的拼接連接如此取作為設(shè)計(jì)力值即。此時(shí)柱腹板連接所需的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目，應(yīng)按下式計(jì)算：參數(shù)說明：參數(shù)按前文參數(shù)說明。等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法多用于結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計(jì)或彈塑性設(shè)計(jì)中柱的拼接連接設(shè)計(jì)，以保證構(gòu)件的連續(xù)性、強(qiáng)度和剛度。因此此處對(duì)H形鋼柱拼接節(jié)點(diǎn)做抗震驗(yàn)算?？拐痱?yàn)算時(shí)，需滿足螺栓孔等對(duì)構(gòu)件全截面的削弱率不應(yīng)大于25%。按抗震設(shè)計(jì)的高層鋼結(jié)構(gòu)，其連接節(jié)點(diǎn)的最大承載力，可分別按以下要求確定，同時(shí)應(yīng)滿足相關(guān)要求。1焊縫的極限承載力應(yīng)按如下公式計(jì)算：對(duì)接焊縫受拉角焊縫

11、受剪參數(shù)說明：為焊縫的有效受力面積；為構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值，對(duì)Q235鋼；對(duì)Q345鋼；對(duì)Q390鋼；對(duì)Q420鋼。2高強(qiáng)度螺栓連接的極限受剪承載力，應(yīng)取如下二式計(jì)算的較小者：考慮到螺栓連接中局部螺栓的破壞出現(xiàn)在螺栓桿而不是螺紋處，使螺栓連接的最大抗剪承載力在整體上有所提高，所以式中0.58可用0.75代替。軟件計(jì)算過程中，考慮到計(jì)算的普遍性與安全性，仍采用0.58計(jì)算。參數(shù)說明：、分別為一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的極限受剪承載力和對(duì)應(yīng)的板件極限承壓力;為螺栓連接的剪切面數(shù)量；為螺栓螺紋處的有效截面面積；為螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值；對(duì)10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓；對(duì)8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓為螺栓桿直徑；為同一受力方向的

12、鋼板厚度之和；為螺栓連接板的極限承壓強(qiáng)度，取。'公辟亶檢?211rd沛網(wǎng)知zl：7)ri七15rs!AOIS地斜H!.-njr，nwJftia=114XMlj株陌LL27.727imm站BS5拉、和pL2?Mis.m-m7J2I-;1由涇！2&.2UCLWL15milllHIIIIIIJ.44j11.35JE!VII1.91:12.秘I3a?3.S3心g餐W柄號(hào)附策總禺#膂二松,粽書耳越釐燃根苗式邦格點(diǎn)母蟲V盤甲湘”部,0|心4扼螺栓螺紋處的有效截面面積3有螺栓孔等削弱的桿件最大承載力，可按如下公式計(jì)算:對(duì)軸心拉力取兩者小值對(duì)剪力參數(shù)說明：為扣除螺栓孔等以后的凈截面面積；為拉力

13、方向的端距；為受拉桿件在連接處的厚度；為構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值。按抗震設(shè)計(jì)的高層鋼結(jié)構(gòu)，其連接節(jié)點(diǎn)的最大承載力，應(yīng)分別滿足以下的要求。連接彈性設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)件上下翼緣的端截面應(yīng)滿足連接的彈性設(shè)計(jì)要求，腹板應(yīng)計(jì)入剪力和彎矩。連接節(jié)點(diǎn)的極限受彎、受剪承載力，應(yīng)符合如下要求：且拼接采用螺栓連接時(shí)，尚應(yīng)符合如下要求：翼緣腹板一列螺栓時(shí)多列螺栓時(shí)柱構(gòu)件有軸力作用時(shí)的全截面受彎承載力，應(yīng)按如下公式計(jì)算:軟件主要針對(duì)工字形柱截面繞強(qiáng)軸作用時(shí)：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)參數(shù)說明：為構(gòu)件拼接的的極限受彎承載力；柱翼緣采用焊透的對(duì)接坡口焊縫連接時(shí)：柱截面的抗彎最大承載力：柱翼緣采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接時(shí)：柱翼緣拼接連接板的凈截面抗拉

14、最大承載力的相應(yīng)最大彎矩：柱翼緣連接高強(qiáng)度螺栓的抗剪最大承載力的相應(yīng)最大彎矩：柱翼緣板的邊端截面抗拉最大承載力的相應(yīng)最大彎矩：柱翼緣拼接板邊端截面抗拉最大承載力的相應(yīng)最大彎矩：、為、外側(cè)翼緣拼接板的凈截面面積；為一個(gè)翼緣的有效截面面積，需考慮當(dāng)寬厚比超限時(shí)取為有效截面面積;為腹板拼接中彎矩引起的一個(gè)螺栓的最大剪力，按以下方法計(jì)算：X向分力：Y向分力：為柱截面高度；為柱翼緣厚度；為一側(cè)翼緣連接板的凈截面面積；為連接節(jié)點(diǎn)單側(cè)鋼柱的一個(gè)翼緣上的高強(qiáng)螺栓數(shù)目；為拉力方向的端距；為構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值；為構(gòu)件拼接的極限受剪承載力；垂直于角焊縫受剪時(shí)，可提高1.22倍;梁腹板抗剪時(shí)：連接板抗剪時(shí)：高強(qiáng)

15、螺栓抗剪時(shí)：為腹板斷面計(jì)算處的一列螺栓的數(shù)目；為連接節(jié)點(diǎn)單側(cè)鋼柱腹板上的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；為腹板連接螺栓孔直徑；為連接板截面高度；為連接板總厚度；為構(gòu)件的全塑性受彎承載力；為構(gòu)件有軸向力時(shí)的全截面受彎承載力；為構(gòu)件軸向屈服承載力，??；為構(gòu)件扣除螺栓孔等以后的凈截面面積；、為柱計(jì)算位置處的腹板高度和厚度；為抗拉強(qiáng)度最小值；為鋼材屈服強(qiáng)度。為使承受彎矩的梁或柱塑性區(qū)不產(chǎn)生局部失穩(wěn)，塑性區(qū)圍梁或柱板件的寬厚比，可參考下表確定。和過口is#亂閭卷內(nèi)at蛙稅鼻成般的幡恒航怒京幃T強(qiáng)&ft9it7r瓣戴南富推搟停艄曾I¥艷哽旨事1“fl拓ii*k+fr斗耕尊璧蘇#*瑟崢供君蜩統(tǒng)"

16、：原M御18蔑*K崛«?IIirrnilibi!rtt,m.、si裨；m.!t=r-1.,-_-n"二.r_"-_-1.-uv_M-LU一-Ofqyx344.jmun_'Wnn.iw.m曾外停房分£導(dǎo)菲璀街腐敝贛形羸豪勒fJrar.ei-rw.v-u,nrAwiijnr.-a13VWf.,ry%-_-上Ww-#H.'七3J+>IJWVcrWJVrWBW1知a&的15TYBlUWffB鳥耐髯卑料什偉1«9也1的幃臨衲:革JiX>¥茂意,盛何花的WVTanmXe/V油姍ft就寮仃網(wǎng)卻虬屬推腿斗制村用，應(yīng)

17、*ti頊留彳：梁、柱等構(gòu)件的全塑性彎矩，可分別按以下情況確定。無軸心力作用時(shí)，構(gòu)件的全塑性彎矩為：參數(shù)說明：為構(gòu)件截面的塑性模量，可按如下公式計(jì)算：H形截面主軸方向：有軸心力時(shí)，軟件主要針對(duì)H形柱截面繞強(qiáng)軸作用時(shí):當(dāng)時(shí)按上式計(jì)算當(dāng)時(shí)按上式計(jì)算參數(shù)說明：為構(gòu)件的作用軸心力；為構(gòu)件的軸向屈服強(qiáng)度，??；為腹板的截面面積；為構(gòu)件的主截面面積；為無軸心力作用時(shí)，構(gòu)件的全塑性受彎承載力。二實(shí)用設(shè)計(jì)法實(shí)用設(shè)計(jì)法是以被連接柱翼緣和腹板各自的截面面積分擔(dān)作用在拼接連接處的軸心壓力，柱翼緣同時(shí)承受壓力和繞強(qiáng)軸的全部彎矩，以與腹板同時(shí)承受軸心壓力和全部剪力來進(jìn)展拼接連接設(shè)計(jì)的。當(dāng)拼接連接處的力小于柱承載力設(shè)計(jì)值的一

18、半時(shí)，從柱的連續(xù)性來衡量拼接連接節(jié)點(diǎn)的性能，其設(shè)計(jì)用力應(yīng)取柱承載力設(shè)計(jì)值的1/2。此處設(shè)計(jì)方法如下：求取構(gòu)件軸心壓力承載力：剪力承載力：彎矩承載力：當(dāng)時(shí)，采用實(shí)際力、進(jìn)展計(jì)算當(dāng)時(shí)，采用對(duì)應(yīng)位置的承載力的一半進(jìn)展計(jì)算例如翼緣位置，按考慮當(dāng)時(shí)，采用實(shí)際力進(jìn)展計(jì)算當(dāng)時(shí)，采用對(duì)應(yīng)位置的承載力的一半進(jìn)展計(jì)算例如腹板位置，剪力按考慮，軸力仍按實(shí)際軸力進(jìn)展計(jì)算采用實(shí)用設(shè)計(jì)法來進(jìn)展柱翼緣和腹板全部采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型拼接連接的設(shè)計(jì)時(shí)，可按如下要求確定當(dāng)翼緣采用焊透的坡口對(duì)接焊縫連接時(shí)，設(shè)計(jì)方法類同，根據(jù)實(shí)際情況具體分析即可：1在軸心壓力和彎矩共同作用下，柱單側(cè)翼緣連接所需的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目，應(yīng)按下式計(jì)算：參數(shù)說

19、明：為柱單側(cè)翼緣的毛截面面積；為柱的毛截面面積；為作用在拼接連接處的軸心壓力；為作用在拼接連接處繞強(qiáng)軸的彎矩；為柱的截面高度；為柱的翼緣厚度；為一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值。2在軸心壓力和剪力共同作用下，柱腹板連接所需的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目，應(yīng)按下式計(jì)算：參數(shù)說明：為柱腹板的毛截面面積；為柱的毛截面面積；為作用在拼接連接處的軸心壓力；為作用在拼接連接處的剪力；為一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值。柱翼緣和腹板的拼接連接板的截面尺寸，可按以下要求確定。1為使拼接連接節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度，保持柱剛度的連續(xù)性，在確定柱翼緣和腹板的拼接連接板時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足如下公式的要求：參數(shù)說明：為柱單側(cè)翼緣連

20、接板扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面面積;為柱單側(cè)翼緣扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面面積，按下式計(jì)算：為柱腹板拼接連接板扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面面積；為柱腹板扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的截面面積，按下式計(jì)算：為柱翼緣和腹板的拼接連接板扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面模量，當(dāng)柱翼緣采用焊透的坡口對(duì)接焊縫連接時(shí)，此時(shí)應(yīng)計(jì)算腹板拼接板和柱翼緣組合下的凈截面模量；為柱扣除高強(qiáng)度螺栓孔后的凈截面模量，按下式計(jì)算：2柱翼緣拼接連接板的設(shè)置，原如此上應(yīng)采用雙剪連接；當(dāng)醫(yī)院寬度較窄，構(gòu)造上采用雙剪連接有困難時(shí)，亦可采用單剪連接，但只宜用于力較小的情況。在確定柱翼緣拼接連接板時(shí)，應(yīng)考慮連接板的對(duì)稱性和互換性的施工特點(diǎn)。通常情況下，翼緣外側(cè)拼接連接板的寬度可取與翼緣同寬。根據(jù)上述第1項(xiàng)的要求，翼緣拼接連接板的厚度，可按如下公式計(jì)算。當(dāng)采用雙剪連接時(shí)：mm且不宜小于8mmmm且不宜小于10mm參數(shù)說明：為翼緣側(cè)拼接連接板的