钢结构梁柱栓焊混合连接节点的设计方法

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1、万方数据工程设计钢结构梁柱栓焊混合连接节点的设计方法刘坤王士奇王玉华(山东省冶金设计院有限责任公司济南250014)摘要简要介绍粱柱栓焊混合连接节点的三种设计方法，并根据节点弹性阶段不滑移和弹塑性阶段不破坏的设计准则，结合三种设计方法的特点，提出考虑连接是否抗震、节点类型以及钢梁应力比等选择合适设计方法的建议，可供设计人员参考。关键词简化设计等强设计梁柱连接刚性节点高强螺栓RESEARCHoNDESIGNMETHODFORBoLTED-WELDEDCOMBINEDJoINToFSTEELBEAM—CoLUMNLiuKunWangShiqiVVangYuh

2、ua(ShandongMetallurgicalDesignInstituteCo．，Ltd．Jinan250014)ABSTRACTThreekindsofdesignmethodsforbolted-weldedcombinedjointsofsteelbeam—columnarebrieflyintroduced．Accordingtodesigncriteriathatthejointsdon’tslipintheelasticstageanddon’tdestroyintheelastic～plasticstage，andcombiningth

3、eircharacteristics，someadvice，choosingappropriatedesignmethodsbasedonearthquake—resistantbehaviorandjointtypeandstressratioofthesteelbeam，areputforward，whichcanbeareferencefofdesigners．KEYWoRDSsimplifieddesignofequalstrengthbearIl_columnconnectionrigidjointhigh-tensilebolt在多高层钢结构

4、中，梁柱刚性连接起着传递梁柱之间弯矩和剪力的关键作用。栓焊混合连接节点的梁翼缘与柱采用全熔透坡口焊缝、腹板采用高强螺栓摩擦型连接，这种节点不仅具有较好的延性，而且在工地安装时可先用高强螺栓定位，然后对翼缘施焊，施工较为方便，是目前钢结构梁柱刚性连接中施工最方便、采用最多的一种连接形式[1]。由于在栓焊混合连接节点中高强螺栓和焊缝共同作用，为便于设计计算，采用了一些假定，使得目前设计参考资料中具有简化设计、精确设计法和等强设计三种方法。但设计规范并没有明确各种设计方法的适用范围，设计人员在选择设计方法时缺乏理论依据，容易造成节点设计偏于不安全。本文从各种设

5、计方法的基本假定着手，根据连接的抗震设防要求，结合典型连接形式和钢梁应力比大小，分析各种设计方法的适用范围，可为设计人员选择正确设计方法进行安全可靠、经济合理的节点设计提供参考。l设计方法栓焊混合连接节点设计方法按是否通过内力设计以及是否考虑腹板抗弯可分为三种：简化设计法、精确设计法和等强设计法。简化设计法和精确设计法都是根据节点处的实际设计内力进行设计，属于内力法；等强设计法用被连接梁翼缘和腹板的净截面承载力进行设计，与设计内力无关，属于截面法。1．1简化设计法简化设计法假定作用在节点处的设计弯矩M完全由梁翼缘焊缝承担，而设计剪力V完全由梁腹板承担，根

6、据节点处的实际设计内力进行设计。这种方法计算较为简单，但由于各节点处的设计内力不同，所设计出的节点也不尽相同，从而节点种类较多，加工较为不便。并且这种设计方法假定腹板不承担弯矩，与实际受力不符。1．2精确设计法精确设计法按梁翼缘焊缝和腹板各自分担作用在节点处的设计弯矩M进行节点设计。假定梁翼缘焊缝承担弯矩Mf，而梁腹板同时承担弯矩M。和全部设计剪力y，也是根据节点处的实际设计内力进行设计。设计弯矩M按梁翼缘和腹板的抗弯刚度进行分配：Mt一(，f／I。)M，尥=(J，／工。)M。式中，J。为梁全截面的截面惯性矩；Jf为梁翼缘的第一作者：刘坤男1979年9月

7、出生助理工程师Email：liukunl472@163．com收穑日期：2007一12—1320钢结构2008年第7期第23卷总第109期万方数据刘坤，等：铜结构梁柱检焊混合连接节点的设计方法截面惯性矩；，，为梁腹板的截面惯性矩。这种方法考虑了腹板承担弯矩，计算假定与实际相符，但计算较为繁琐，螺栓数目较多，并且节点形式由于设计内力不同也不尽相同，加工较为不便。1．3等强设计法等强设计法是按节点处梁翼缘和腹板净截面强度相等进行连接设计，这种设计方法多用于结构抗震设计，以保证构件的连续性和节点具有良好的延性。梁翼缘采用全熔透坡口焊缝，可视为焊缝与板材等强，不

8、必进行连接强度验算。在进行腹板等强计算时，仍假定腹板仅承担全部剪力而不承担弯矩，