門式剛架端板節(jié)點設計.pdf

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1、廣東建材2012年第2期勘察設計與裝飾門式剛架端板節(jié)點設計黃長海[博思格建筑鋼結(jié)構(gòu)(廣州)有限公司]摘要：本文著重介紹了國內(nèi)和北美一些鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在門式剛架節(jié)點設計方法上的差異，并對國內(nèi)節(jié)點設計方法提出了一些建議。關(guān)鍵詞：端板；高強螺；栓中和軸；螺栓群中心；受壓翼緣1前言面特性(慣性矩，抵抗矩)也需重新計算并以此截面特性驗算節(jié)點處受拉螺栓和受壓翼緣的應力是否滿足要求。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房經(jīng)歷數(shù)十年發(fā)展，目這有點類似于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的矩形截面，受拉鋼前已非常廣泛的應用于各國的工業(yè)建筑，門式剛架端板筋和受壓混凝土間的中和軸是計算出來的，而不是

2、事先加高強螺栓節(jié)點設計是此類工程設計的重要組成部分，假定的。本人認為這種計算方法也有其可取之處，但計此類節(jié)點以承受彎矩為主，且門式剛架結(jié)構(gòu)桿件的剪力算就相對要繁瑣些而且它忽略了端板剛度，由于端板剛和軸力均較小，所以剪力對螺栓的受力并不敏感。本人度也較大，所以中和軸位置應該還會向受壓區(qū)偏移一在設計工作中接觸過一些北美鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)關(guān)于端板節(jié)些，但具體偏移多少則需要做實驗加一些彈性理論分析點的設計方法，發(fā)現(xiàn)一些與我國設計手冊、軟件、規(guī)范差確定。以下列出三種計算方法中和軸位置的簡圖(圖異之處，下面介紹本人對這些差異的淺顯認識。1)。2差異點下面結(jié)合一個算例

3、來對比三種情況的螺栓受力。2．1彎矩作用下節(jié)點中和軸位置【算例】驗算如圖2示，端板連接節(jié)點螺栓的最大受力，采《鋼結(jié)構(gòu)設計手冊》(上冊)第三版認為此螺栓連接用M20，10．9級高強螺栓(單個螺栓受拉設計值為節(jié)點的中和軸位于螺栓群中心。PKPMSTS軟件則給出124kN，螺紋處有效面積Ae=245mm2)，端板連接構(gòu)件的了兩個選項由用戶白行選擇，算法1：中和軸位于受壓截面為HSO0×200×6×12，鋼材為Q345B，彎矩設計值翼緣中3]；算法2：中和軸在螺栓群中心。本人在設計M=220kN．m。工作中發(fā)現(xiàn)不同的設計人員，設計單位和審圖機構(gòu)對這(1)

4、按中和軸在受壓翼緣中心計算：兩種算法的選擇和看法都不同，很難統(tǒng)一，而且兩者算一個螺栓的最大拉力：法的計算出來的螺栓受力相差也很遠。而一些北美鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)則認為受拉螺栓和構(gòu)件受壓區(qū)組成了一個新的Nt：：Q皇：108．8kN截面，中和軸應位于平分受拉螺栓和構(gòu)件受壓區(qū)翼緣和∑Yi2×(539。+4392+2442+492)部分腹板(若中和軸已經(jīng)進入腹板)面積矩處，節(jié)點處截<124kN滿足要求。，．◆I◆．◆-__’-，7I,~ul／十刪廠，。T中和軸在受壓翼緣中心中和軸在螺栓群中心圖1—55—勘察設計與裝飾廣東建材2012年第2期如圖3，而美國的端板節(jié)點

5、則要多一些，如圖4。圖2(2)按中和軸在螺栓群中心計算：最形式一個螺栓的最大拉力：Nt：：Q：129．8kN∑Yi2×2×(295+95)>124kN不滿足要求。(3)中和軸按計算：假定中和軸離受壓翼緣外皮距離為y，且y

6、以增加節(jié)點的承載力，但這兩種節(jié)點形式：200×12×(y-6)+6X(y-12)2／2姐～一內(nèi)圖一啦墨鐾I===的端板厚度計算卻存在問題，如上圖陰影部分區(qū)格板，解出y：146．7mm他們的支承條件(構(gòu)件翼緣外共有4顆螺栓)不符合規(guī)慣性矩I=2X245X(399。+299+104)+(146．7-12)程7．2．9條給出的伸臂或兩邊的支承條件(構(gòu)件翼緣外×6×(146．7—12)。／4+6×(146．7-12)3／12+200X共有2顆螺栓)，故端板厚度計算找不到依據(jù)而常被許12。／12+200×12X(146．7—6)=1．79×10。mm4多設

7、計人員和審圖機構(gòu)否認。本人認為規(guī)程應增加更多一個螺栓的最大拉力：類似節(jié)點形式供設計人員有更多的選擇。Nt：堅XAe上3結(jié)語：二魚：!~245高強螺栓端板節(jié)點作為門式剛架最常用的節(jié)點，其1．79×l0設計對輕鋼房屋的安全有重大影響。本文對門式剛架端=l20kN板節(jié)點非常規(guī)的設計方法的介紹，是希望拓寬設計人員<124kN滿足要求。對節(jié)點設計的理解，也希望能為整個行業(yè)技術(shù)發(fā)展提供受壓翼緣應力：一些新的思路。如有不妥之處，也請廣大讀者批評指正。。—一巨。=一————睪r_亍黑百T一_一1。80．。3oMpa●4310Mpa滿足要求?！緟⒖嘉墨I】可見這種方

8、法計算出來的中和軸位置和螺栓拉力[1]中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS102：2002《門式剛架輕均介于前兩種方法問，是一種比較接近真