钢结构节点设计.ppt

今天要讲的内容节点连接在结构设计中的重要性：在以往国外多次地震中，常常发生钢框架节点和竖向支撑节点破坏的事例，特别是1994年发生在美国的北岭地震和1995年发生在日本的阪神地震，有数十幢房屋钢结构倒塌，数百幢多、高层房屋钢结构的梁柱刚性连接节点受到严重破坏，引起了世人的极大关注，促使一些国家的学者、科技人员加强了这方面的研究。我国是世界上遭受地震最严重的国家之一，不论是历史上还是现代，地震在中国的死亡人数和经济损失在世界上都是居于首位。世界地震史上死亡人数最多的一次地震是1156年我国的陕西华县8级地震，死83万人（摘自魏琏编著的《建筑结构抗震设计》万国学术出版社，1991）。在世界近代地震史中，死亡人数最多的一次.地震也发生在我国，即1976年河北唐山7.8级地震，死24万余人。
地震在我国造成的经济损失十分巨大，据建国以来十几次7级以上地震的不完全统计房屋倒塌一亿多平方米，直接经济损失达数百亿之多。就以最近几年为例，在我国新疆、西藏、云南、内蒙古自治区、江西等地先后就发生了多起6级左右的地震，特别是最近5月12日在四川的汶川还发生了7.8级的特大地震，灾情非常严重。这就说明了地震活动在我国不但相当频繁而且给我国造成的危害和损失也非常巨大。因此正确地认识我国地震活动的特点以及我国经济力量的现状，充分运用国内、国外现代地震科学技术的成就，采用合理的，既安全又经济的抗震设计方法，来改善建筑物的抗震性能，减轻城乡地震灾害，是我们每个结构设计人员义不容辞的使命。多高层房屋钢结构节点连接设计常见问题主要内容包括一首先谈谈在目前多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点设计中所存在的问题及其正确的设计方法
要点：在现行的《高钢规》和《抗震规》中，由于在梁柱刚性连接和中心支撑连接的抗震设计规定，多处存在有较大缺陷，致使在一般条件下，按照现行规程规范设计出来的节点，多数情况下存在并不抗震的情况，特此作专题讨论.按照现行的《建筑抗震设计规范》GB500112001多层和高层房屋钢结构的连接节点的抗震设计应分两个阶段进行，如下所示.即一是,当遭遇多遇地震作用（小震）时的弹性阶段，应采用表达式
即抗震规范公式(5.4.2）
(见下页)。注意：该条在规范中为必须严格执行的强制性条文.08.09.2024式中：
S—考虑多遇地震作用时，荷载效应和地震作
用效应在结构构件中的组合设计值，包括
组合的弯矩、轴向和剪力设计值。
R—结构构件承载力设计值。
—结构构件承载力的抗震调整系数
（对于框架梁、柱取0.75；连接焊缝取0.9；连
接螺栓、节点板件取0.85；支撑取0.8等）二是，当遭遇超过多遇地震（小震）作用至基本烈度（中震）设防，或遭遇罕遇地震作用（大震）时，规范还要求用公式
即《抗震规》公式（8.1.8）进行连接的极限承载力验算(如下所示)08.09.2024但是，在执行上述规范时，不同的设计人员，很可能在相同设计条件下设计出三种承载力相差非常悬殊的连接作法，这三种不同的作法是:
一是，当按设计表达式计算时，完全按组合内力来设计节点连接。
二是，组合内力只是作为检验构件截面的依据。但在塑性区的节点连接设计时，是取高于构件的最大承载力设计值作为节点的作用力来对节点连接进行设计与验算。
三是，完全抛开以上两种设计方法，而是完全按照公式来进行连接的极限承载力计算。
以上三种截然不同的设计方法，将直接影响到设计的节点是否满足“强节点弱杆杆”的抗震要求。是否能实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”设计目标的根本问题，所以下面将着重讨论证明前面所提到的第一种理念正确,但存在有较大缺陷，第三种设计理念虽然可取，但式中的有关系数和强度取值有问题，很不安全。唯第二种设计计算方法才是比较稳妥的。1.1第一种设计方法（即按组合内力来设计的方法）以下是电算结果的表示方法，摘自《高层建筑结构空间有限元分析与设计》软件SATWE假定梁端有一个的地震组合弯矩,并将表达式变换为。在验算梁截面时，要求梁截面抗弯承载力设计值必须
，但在确定梁端的焊缝连接时，其焊缝截面的抗弯承载力设计值就必须要
。即在相同组合弯矩作用下,经过规范采用不同的调整系数调整后，就变成了在设计焊缝连接与设计梁截面时，分别采用不同的内力设计值来进行设计。即在设计连接焊缝时所取的内力设计值，就应是梁截面内力设计值的倍。1）如果所设计的梁截面刚好等于（即应力强度比R1刚好等于时），由于梁端连接焊缝的抗弯承载力设计值需要此时梁端整个截面即使采用全熔透的对接焊缝，也只能承受的弯矩。怎么办？
可采用加强式连接来解决（如加盖板；或局部加宽梁端翼缘板，或在梁端下翼缘加腋板等办法来增大焊缝的抗弯模量）。2)如果在梁端不采用加强的作法，而是在工厂采用全焊缝连接的常规作法。由于焊缝的抗弯承载力最多只能作到与梁截面的抗弯承载等强，此时就必须