门式刚架端板节点设计.pdf

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1、广东建材2012年第2期勘察设计与装饰门式刚架端板节点设计黄长海[博思格建筑钢结构(广州)有限公司]摘要：本文着重介绍了国内和北美一些钢结构企业在门式刚架节点设计方法上的差异，并对国内节点设计方法提出了一些建议。关键词：端板；高强螺；栓中和轴；螺栓群中心；受压翼缘1前言面特性(惯性矩，抵抗矩)也需重新计算并以此截面特性验算节点处受拉螺栓和受压翼缘的应力是否满足要求。门式刚架轻型房屋钢结构厂房经历数十年发展，目这有点类似于钢筋混凝土受弯构件的矩形截面，受拉钢前已非常广泛的应用于各国的工业建筑，门式刚架端板筋和受压混凝土间的中和轴是计算出来的，而不是

2、事先加高强螺栓节点设计是此类工程设计的重要组成部分，假定的。本人认为这种计算方法也有其可取之处，但计此类节点以承受弯矩为主，且门式刚架结构杆件的剪力算就相对要繁琐些而且它忽略了端板刚度，由于端板刚和轴力均较小，所以剪力对螺栓的受力并不敏感。本人度也较大，所以中和轴位置应该还会向受压区偏移一在设计工作中接触过一些北美钢结构企业关于端板节些，但具体偏移多少则需要做实验加一些弹性理论分析点的设计方法，发现一些与我国设计手册、软件、规范差确定。以下列出三种计算方法中和轴位置的简图(图异之处，下面介绍本人对这些差异的浅显认识。1)。2差异点下面结合一个算例

3、来对比三种情况的螺栓受力。2．1弯矩作用下节点中和轴位置【算例】验算如图2示，端板连接节点螺栓的最大受力，采《钢结构设计手册》(上册)第三版认为此螺栓连接用M20，10．9级高强螺栓(单个螺栓受拉设计值为节点的中和轴位于螺栓群中心。PKPMSTS软件则给出124kN，螺纹处有效面积Ae=245mm2)，端板连接构件的了两个选项由用户白行选择，算法1：中和轴位于受压截面为HSO0×200×6×12，钢材为Q345B，弯矩设计值翼缘中3]；算法2：中和轴在螺栓群中心。本人在设计M=220kN．m。工作中发现不同的设计人员，设计单位和审图机构对这(1)

4、按中和轴在受压翼缘中心计算：两种算法的选择和看法都不同，很难统一，而且两者算一个螺栓的最大拉力：法的计算出来的螺栓受力相差也很远。而一些北美钢结构企业则认为受拉螺栓和构件受压区组成了一个新的Nt：：Q皇：108．8kN截面，中和轴应位于平分受拉螺栓和构件受压区翼缘和∑Yi2×(539。+4392+2442+492)部分腹板(若中和轴已经进入腹板)面积矩处，节点处截<124kN满足要求。，．◆I◆．◆-__’-，7I,~ul／十删厂，。T中和轴在受压翼缘中心中和轴在螺栓群中心图1—55—勘察设计与装饰广东建材2012年第2期如图3，而美国的端板节点

5、则要多一些，如图4。图2(2)按中和轴在螺栓群中心计算：最形式一个螺栓的最大拉力：Nt：：Q：129．8kN∑Yi2×2×(295+95)>124kN不满足要求。(3)中和轴按计算：假定中和轴离受压翼缘外皮距离为y，且y

6、以增加节点的承载力，但这两种节点形式：200×12×(y-6)+6X(y-12)2／2姐～一内图一啦墨鐾I===的端板厚度计算却存在问题，如上图阴影部分区格板，解出y：146．7mm他们的支承条件(构件翼缘外共有4颗螺栓)不符合规惯性矩I=2X245X(399。+299+104)+(146．7-12)程7．2．9条给出的伸臂或两边的支承条件(构件翼缘外×6×(146．7—12)。／4+6×(146．7-12)3／12+200X共有2颗螺栓)，故端板厚度计算找不到依据而常被许12。／12+200×12X(146．7—6)=1．79×10。mm4多设

7、计人员和审图机构否认。本人认为规程应增加更多一个螺栓的最大拉力：类似节点形式供设计人员有更多的选择。Nt：坚XAe上3结语：二鱼：!~245高强螺栓端板节点作为门式刚架最常用的节点，其1．79×l0设计对轻钢房屋的安全有重大影响。本文对门式刚架端=l20kN板节点非常规的设计方法的介绍，是希望拓宽设计人员<124kN满足要求。对节点设计的理解，也希望能为整个行业技术发展提供受压翼缘应力：一些新的思路。如有不妥之处，也请广大读者批评指正。。—一巨。=一————睾r_亍黑百T一_一1。80．。3oMpa●4310Mpa满足要求。【参考文献】可见这种方

8、法计算出来的中和轴位置和螺栓拉力[1]中国工程建设标准化协会标准CECS102：2002《门式刚架轻均介于前两种方法问，是一种比较接近真