高层建筑钢结构(讲稿)8.ppt
第七部分 高层建筑钢结构 节点设计,内容,节点的设计原则(总),节点设计时的构造要求,各类节点的做法及特点,节点分类,一、节点的设计原则,1、不考虑抗震要求时,结构的主要荷载,包括两种情况,抗震,非抗震,结构一般处于弹性状态,2、当考虑抗震要求时,结构的主要荷载,地震荷载,结构可能进入塑性状态,满足构件内力要求,特殊设计要求,构件塑性时的局部稳定,节点极限承载力,梁塑性时的侧向稳定,A、节点极限承载力,Mu 1.2 Mp,Vu 1.3(2Mp/l),Mu、Vu 节点的极限受弯、受剪承载力,Mp 梁的全塑性弯矩承载力,l 梁的净跨度,Ru 1.2 An fy,Ru 支撑连接的极限承载力,An 支撑杆净截面面积,fy 支撑杆材料的屈服强度,B、构件进入塑性状态时，板件的局部稳定应有保证,C、受弯构件塑性区应设置侧向支撑点,避免梁发生侧向的弯扭失稳,L0 两相邻支撑点之间的间距,L0/b0?(根据钢结构规范）,b0 受压翼缘的宽度,二、节点设计的构造要求（总）,1、设计时，应使节点构造简单，施工方便，便于就位和调整,2、应防止厚钢板层状撕裂,如图，通过轧制而成的钢板，三个方向的机械性能均不相同，其中Z向（厚度方向）最差，特别是塑性和韧性,钢板受撕裂情况,B、对于容易发生撕裂的部位，应要求严格检查,A、尽量避免焊缝收缩方向垂直钢板板面方向,C、在满足承载力要求的前提下，尽量减少焊缝尺寸,构造措施,3、在确定框架吊装单元时，应根据构件重量、运输和起吊设备综合确定,二层或三层楼高一根（一、四层也可）,每跨梁一根,密柱深梁的框筒,三根柱+三根梁,三根柱+二根梁,世界贸易中心,美国，纽约 411m，地上110层，地下6层，1973年竣工,阿莫科大厦（Amoco Building)芝加哥标准石油大楼,美国，芝加哥 342m地上82层，地下5层 1973年,4、柱的工地接头一般设置在主梁顶面1.0 1.3 m 高处,以便于安装,5、梁若需要现场接头，其位置应根据内力、运输、支撑综合确定,一般距离柱轴线约0.5-1.5m,6、焊条应与钢材的型号匹配，尽量选择强度低的，使节点有好的延性,7、为了焊透和满焊，应设置引弧板和垫板，且焊件应加工成坡口,8、对于主要承重构件的螺栓连接，应采用高强度螺栓,9、若节点为栓焊混合连接，应先安装螺栓，再施焊,三、高层建筑钢结构节点的类型,梁 柱,柱 柱,梁 梁,柱 基础,支撑 梁柱,钢梁 钢砼剪力墙,1、梁柱节点,半刚性连接,刚性连接,铰接,A、刚性连接,全焊连接,全栓连接,栓焊连接,T型铸钢件角钢,T型铸钢件和角钢可以在工厂力先焊在柱上，以减少现场工作量，但运输应注意,全栓连接,B、半刚性连接,介于刚性和铰接之间，有较大的延性和吸能性能,用于低烈度地震区，层数不多的钢框架,C、铰接连接,梁可绕节点转动，节点不能传递弯矩M连接方法简单，施工方便,当不考虑钢框架抵抗水平力时，可以考虑铰接,2、柱柱节点,宽翼缘工字型,矩型管截面,A、柱截面,热轧宽翼缘工字型截面,焊接的工字型截面,四块钢板通过焊接而成,B、柱腹板、翼缘之间的焊接构造,焊接的工字型截面,角焊缝，承受腹板、翼缘之间的竖向剪力,焊接的矩形管截面,a、当不考虑抗震要求时,部分熔透的“V”型,熔透的“U”型,转角处焊缝,hf 1/3 t;hf 14 mm,b、当考虑抗震要求时,部分熔透的“V”型,熔透的“U”型,转角处焊缝,hf 1/2 t,hf 1/2 t,梁柱为刚接时，梁上下两端600范围内要求焊透,C、柱接头做法,不考虑抗震要求,a、柱上下两段应设置耳板，厚度大于10mm,宽翼缘工字型,矩型管截面,b、柱接头处采用部分焊透的单边“V”“J”型坡口,c、柱接头位置一般在梁上1.0-1.3m处，以方便施工,考虑抗震要求,a、柱上下两段应设置耳板，方法同上,b、柱接头位于塑性区范围以外 1/10 L 和 2h(取大值）,c、对于工字型截面，翼缘熔透坡口焊，承受弯矩M 腹板高强度螺栓，承受剪力Q 轴力由两者共同承担,d、矩形管截面，采用焊透的坡口焊,柱的变截面连接,a、尽量不改变截面高度而改变翼缘厚度,b、若改变截面高度，则做法如图,c、变截面位置一般位于接头部位,3、梁梁节点,A、主梁的拼接,拼接位置应在框架节点塑性区以外,B、主次梁的相互连接,为防止受扭，宜采用铰接方法,C、主梁的侧向隅撑,为防止主梁塑性区侧向失稳，设置隅撑,距离柱轴线1/81/10梁跨处设置,设置在梁的下翼缘,设置方法,4、墙梁节点,A、钢梁与砼墙的连接,采用铰接，承受拉力和剪力,B、钢梁与砼梁的连接,1、大跨度钢结构,2、组合结构,3、钢结构住宅在我国的应用和前景,4、我国钢结构建筑的历史和未来,现代钢结构进展,课程论文,基本要求,1、A4纸打印,2、每篇不少于己于6000字,3、摘要、关键词,4、列出参考文献,高层建筑钢结构（共2 题）,1、911事件对高层建筑钢结构发展的启示,2、高层建筑越高越好吗,3、悬挂结构极其应用（举工程实例）,4、巨型框架结构及应用（举工程实例）,任选一题,任选一题,现代钢结构进展（共2 题）,1、大跨度钢结构的历史、应用和未来,2、组合结构的历史、应用和未来,3、轻钢住宅在我国的应用和前景,4、预应力钢结构极其应用,任选一题,任选一题,
