GB 50017讲课有关内容之连接计算及构造要求.doc

1GB 50017 讲课有关内容之连接计算及构造要求讲课有关内容之连接计算及构造要求7 连接计算连接计算 表表 41 螺栓连接方式的选择螺栓连接方式的选择 连接方式优缺点适用范围铆接1.韧性和塑性较好，传力可靠，质量易于检查；2.构造复杂，用钢量多，制造时需冲孔、钻孔、扩孔、打铆等工序，施工复杂过去多用于直接承受动力荷载结构的连接和一些不宜采用焊接连接的部位，现在已极少采用C级螺栓1.施工简单，结构拆装方便；2.适用于承受沿杆轴方向的拉力；3.费料宜用于沿杆轴方向受拉的连接，在下列情况下亦可用于受剪连接：1 承受静力荷载或间接承受动力荷载的次要连接；2.可拆卸的静载结构的连接；3.临时固定的安装连接普通螺栓A 、 B 级 螺 栓1.适于承受拉力和剪力；2.杆件和孔径间孔隙很小，制作和安装较复杂，安装时需扩孔，费工费料由高强度圆钢制成，加工精度高、质量好，可用于要求较高的抗剪连接，但制作安装麻烦，价格昂贵，目前很少采用，已为高强度螺栓所取代摩擦型1.连接紧密，节点能弹性地整体工作；2.传力均匀，抗疲劳能力强；3.施工条件好安装简便迅速；4.便于养护和加固；5.施工费用较高1.目前已广泛使用于桥梁结构，工业和民用建筑钢结构的连接；2.为各种连接中最适于承受动力荷为各种连接中最适于承受动力荷载的连接方式；载的连接方式；3.常用于现场拼接和安装连接的重要部位；4.凡不宜采用焊接连接的结构，均凡不宜采用焊接连接的结构，均可用高强度螺栓代替可用高强度螺栓代替高强度螺栓承压型1.连接紧密，承载能力较摩擦型高；2.在螺栓达到最大承载力时，连接可产生少量滑移；3.施工条件好，安装简单迅速，且便于养护；4.施工费用较高适用于容许连接处有少量滑移的承受静容许连接处有少量滑移的承受静力荷载的结构力荷载的结构各1.构造简单，便于施工和采用自除因受力复杂，接头刚度大或施焊接头刚度大或施焊5种焊接方式动化操作，故生产效率高；2.连接和密封性能好，不削弱构件截面，与铆接相比可节约钢材铆接相比可节约钢材1012；3.对疲劳较敏感，低温冷脆问题较突出；4.焊接产生的残余应力对结构工作产生不利影响不便的安装接头不宜采用焊接外，不便的安装接头不宜采用焊接外，可广泛应用于工业与民用建筑钢可广泛应用于工业与民用建筑钢结构中结构中手工电弧焊1.施焊灵活，操作简便，适宜于不同位置的焊接(平、立、仰、横焊等)；2.由于焊条长度限制，在长焊缝中起、落弧较多，形成较多的起、落弧坑；3.焊接质量随焊工的技术水平而变化最常用的一种焊接方法，由手工操作，适用于建筑钢结构中长、短焊缝及形状复杂的焊缝自动埋弧焊1.焊丝和焊剂的输送及电弧的移动，均由机械自动操作按规定速度均匀前进，故生产效率高；2.焊缝质量均匀，塑性好，冲击韧性高。抗腐蚀性能强，焊件变形小；3.改善了焊工的操作条件适用于有规则(直线、圆弧)的较长焊缝，例如：实腹梁、柱的翼缘焊缝半自动埋弧焊1.除电弧的移动由人工操作外，其余和自动埋弧焊相同；2.焊缝质量介于自动焊和手工焊之间由于其使用较灵活，可适用不规则的焊缝或间断焊缝气体保护焊1.利用焊枪喷出的惰性气体和自动送入的焊丝进行焊接，不需要焊剂，可以手工操作，也可自动焊接；2.优点是热量集中，焊速较快，熔池较小，焊接变形较小，生产率较埋弧焊高，且可减少冷裂纹倾向。3.缺点是：(1)设备复杂，金属飞溅多，焊缝除仰焊外，适用于其他各种方位的操作。适用于较薄焊件的焊接，也可用于适用于较薄焊件的焊接，也可用于各种厚度的焊接各种厚度的焊接6表面不如埋弧焊平滑；(2)操作时应采取避风措施，否则易出现焊坑、气孔等现象电渣焊1.利用电流通过溶渣所产生的热阻熔化金属使焊件焊合，一般在倾斜30º以内的主焊位置由下向上进行；2.由于焊接线能量大，热影响区停留时间长，故不易产生气孔或夹渣，焊接变形小，但焊缝晶粒粗大，冲击韧性低，一般需进行焊后热处理以改善晶粒组织1.常用于焊接 40mm 厚度以上的焊件； 2.适用于高炉和热风炉等炉壳竖缝的立焊；3.近年来，由于管状熔丝熔嘴电渣焊等新工艺的发展，可以焊接较薄的焊件及角接头、T 形接头等，并为不进行焊后热处理提供可能性电阻焊 (接 触焊)在钢结构中主要为电阻点焊，其过程是将焊件组合后通过电极先加压再通电，由于接触点的电阻发热熔化金属形成焊核，然后停电，待焊核凝固后去掉压力1.常用于冷弯薄壁型钢的接触点焊；2.适用于焊接总厚度为 612mm的板束，主要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较弱气焊利用乙炔在氧气中燃烧形成火焰熔化焊条和基本金属以形成焊缝曾在焊接薄钢板或小型结构中使用7.1 焊缝连接焊缝连接 7.1.1 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态 等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级：1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或 T 形对接与角接组合焊缝， 受拉时应为一级，受压时应为二级；2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。2 不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质 量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3 重级工作制和起重量 Q50t 的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及 吊车桁架上弦杆与节点板之间的 T 形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接 与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。4 不要求焊透的 T 形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝， 以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于 50t 的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。7 条文所遵循的原则为：(1)焊缝质量等级的确定主要与其构件受力情况有关，受拉焊缝的质量等级要 高于受压或受剪的焊缝等级；受动力荷载的焊缝质量等级要高于受静力荷载的焊 缝等级。(2)凡对接焊缝，除非作为角焊缝考虑部分熔透的焊缝外，一般都要求熔透并 与母材等强，故需要进行无损探伤。因此，对接焊缝的质量等级不宜低于二级。(3)在建筑钢结构中，角焊缝一般不进行无损探伤检验角焊缝一般不进行无损探伤检验，但对外观缺陷的等级 (见现行国家标准 GB 50205钢结构工程施工质量验收规范附录 A)可按实际需 要选用二级或三级。(4)根据现行国家标准 GB/T 33751994焊接术语 ，凡 T 形、十字或角接接 头的对接焊缝基本上都没有焊脚，这不符合建筑钢结构对这类接头焊缝截面形状 的要求。为避免棍淆，对上述对接焊缝应一律按焊接术语书写为“对接和角 接组合焊缝”(下同)。有关焊缝质量等级选用原则有关焊缝质量等级选用原则，在设计规范有关条文或表格中已有规定，为了使用，在设计规范有关条文或表格中已有规定，为了使用 方便现给以集中介绍方便现给以集中介绍：1)对需要进行疲劳验算的对接焊缝，受拉的横向焊缝应为一级，纵向对接焊 缝应为二级。2)在不需要验算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝，受拉时不应 低于二级。参见规范表 3.4.1-3。因为一级或二级对接焊缝的抗拉强度与母材的抗 拉强度相等，而三级焊缝只有母材强度的 85。3)重级工作制和 Q>50t 的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘之间以及吊车桁架 上弦杆与节点板之间的 T 形接头应予焊透，质量等级不低于二级。 4)对角焊缝以及不焊透的对接与角接组合焊缝，由于探伤困难，不能要求其 质量等级为一级或二级。因此，对需要验算疲劳结构的此种焊缝，只能规定其外 观质量标准应符合二级。5)关于本条提到的“需要验算疲劳结构中的横向对接焊缝受压时应为二级” 、 “不需要计算疲劳结构中与母材等强的受压对接焊缝宜为二级” ，在设计规范的其 他条文中没有提到，这是根据过去工程实践和参考国外标准规定的。 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000对接与角接组合焊缝对接与角接组合焊缝， (见规范的 242 页)可知， 按照焊接术语GBT 3375- 94，凡是 T 形、十字或角接接头的对接焊缝基本 上都没有焊脚，这样不符合建筑钢结构对这类接头焊缝截面形状的要求。为避免 混淆，对上述对接焊缝一律写成“对接与角接组合焊缝” 。 8规范的 88 页给出了一个“焊透”的 T 形接头对接与角接组合焊缝的图示，如 图 48(a)所示。规范 66 页给出了一个“未焊透”的 T 形接头对接与角接组合焊缝 的图示，如图 48(b)所示。 图图 48 对接与角接组合焊缝对接与角接组合焊缝对角焊缝以及不焊透的对接与角接组合焊缝，由于内部探伤困难由于内部探伤困难，不能要求 其质量等级为一级或二级。因此对需要验算疲劳的结构，此种焊缝只能规定其外 观质量标准应符合二级。00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 7.1.2 对接焊缝或对接与角接组合焊缝的强度计算。 1 在接头和 T 形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角 接组合焊缝，其强度应按下式计算：=或 (7.1.2-1)tlNww tfw cf式中 N轴心拉力或轴心压力；lw焊缝长度；t在对接接头中为连接件的较小厚度；在 T 形接头中为腹板的厚度； 、对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。 w tfw cf2 在对接接头和 T 形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与 角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和 剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力： 1.1 (7.1.2-2)223w tf注：1 当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角 符合 tan1.5 时，其强度可不计算。 2 当对接焊缝和 T 形对接与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时，每条焊缝的长度计算时应各减去 2t。94.20 对接焊缝施焊时的引狐板和引出板对接焊缝施焊时的引狐板和引出板.图图 73 直对接焊缝直对接焊缝1.对接与角接组合的焊缝称为对接焊缝； 2.当对接焊和 T 形对接与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时每条 焊缝的长度计算时应减去一定的长度数值由原来的各减击 10mm 改为各减去 2t。图图 74 斜对接焊缝斜对接焊缝000000000000000000000000000 7.1.3 直角角焊缝的强度计算。1 在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：正面角焊缝(作用力垂直于焊缝长度方向)：ff (7.1.3-1)welhNw ff侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向)：10f= (7.1.3-2)welhNw ff2 在各种力综合作用下，f和 f共同作用处： (7.1.3-3)22f tf w ff式中 f按焊缝有效截面 helw)计算，垂直于焊缝长度方向的应力；f按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力； he角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于 0.7hf，hf为焊脚尺寸（图 7.1.3)；lw角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去 2 hf；角焊缝的强度设计值；w fff正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷载和间接承受动力 荷载的结构，f =1.22；对直接承受动力荷载待结构，f =1.0。图图 7.1.3 直角角焊缝截面直角角焊缝截面每条焊缝的计算长度均采用实际长度减去 10mm。经讨论，此种不分焊缝大小 取为定值的办法不合理，现参考国外标准改为：对接焊缝减去 2t；角焊缝减去 2hf 角焊缝的有效厚度改称的角焊缝的计算厚度。“贴角焊缝厚度”改为“角焊缝的焊脚尺寸”11图图 75 直角角焊缝直角角焊缝图图 76 角焊缝的应力状态角焊缝的应力状态图图 7-5 角焊缝有效截面上的应力角焊缝有效截面上的应力12图图 7-6 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算图图 7-7 受有受有 fxfx和和 fyfy的角焊缝的角焊缝000000000000000000000000000 7.1.4 两焊脚边夹角 为 60º135º 的 T 形接头，其斜角角焊缝(图 7.1.4)的强 度应按公式(7.1.3-1)至公式(7.1.3-3)计算，但取 f =1.0，其计算厚度为：he= hf(根部间隙 b、b1或 b21.5mm)或 (b、b1或2cos2cossin)(21 bbbhhfe、或b21.5mm 但5mm)。图图 7.1.4-1 T 形接头的斜角角焊缝截面形接头的斜角角焊缝截面13图图 7.1.4-2 T 形接头的根部间隙和焊缝截面形接头的根部间隙和焊缝截面000000000000000000000000000 7.1.5 部分焊透的对接焊缝(图 7.1.5 a、b、d、e)和 T 形对接与角接组合焊缝(图 7.1.5c)的强度，应按角焊缝的计算公式(7.1.3-1)至公式(7.1.3-3)计算，在垂直于焊缝 长度方向的压力作用下，取 f=1.22，其他受力情况取 f=1.0，其（焊缝）计算厚 度应采用：V 形坡口(图 7.1.5 a)：当 6o º 时，he=s；当 时，将有 局部端板受压，而受压区以外螺栓受拉(图 7-36)。图图 7-36 螺栓群偏心受拉螺栓群偏心受拉2高强度螺栓群偏心受拉 高强度螺栓(摩擦型或承压型)连接板层之间有压力，偏心受拉时，螺栓的最大 拉力不得超过 0.8 P，能够保证板层之间始终紧密贴合。所以不论偏心距 e 的大小， 均按普通螺栓的第一种情况计算。.图图长螺栓连接中各螺栓的受力大小示意长螺栓连接中各螺栓的受力大小示意（）长螺栓连接各螺栓受力大小图图 5.16 采用垫板的螺栓的对接接头采用垫板的螺栓的对接接头31图图 5.17 搭接接头和单面拼接连接搭接接头和单面拼接连接（a）搭接接头；（b）单面拼接连接图图 5.18 角钢与节点板的螺栓连接角钢与节点板的螺栓连接. 7.2.6 连接薄钢板采用的自攻螺钉、钢拉铆钉(环槽铆钉)、射钉等应符合有关标准 的规定。 . 这些紧固件的设计计算及构造要求参见现行 GB 50018冷弯薄壁型钢结构技术 规范中均有具体规定。.327.3 组合工字梁翼缘连接组合工字梁翼缘连接 7.3.1 组合工字梁翼缘与腹板的双面角焊缝连接，其强度应按下式计算： （7.3.1)2221 zffelF IVS hw ff式中 Si所计算翼缘毛截面对梁中和轴的面积矩；I梁的毛截面惯性矩。公式(7.3.1)中，F、 和 l z应按 4.1.3 条采用；f应按 7.1.3 条采用。注：1 当梁上翼缘受有固定集中荷载时，宜在该处设置顶紧上翼缘的支承加劲肋，此时取F=0。2 当腹板与翼缘的连接焊缝采用焊透的 T 形对接与角接组合焊缝时，其强度可不计算。.本条所列公式(7.3.1)是工程中习用的方法，式中根号内第二项指垂直于焊缝长 度方向的应力。引入系数 f是为了区分因荷载状态的不同使焊缝连接的承载力有 差异。 对直接承受动力荷载的梁(如吊车梁)，取 f=1.0；对承受静力荷载或间接承受 动力荷载的梁(当集中荷载处无支承加劲肋时)，取 f=1.22。 00000000000000000000000 7.3.2 组合工字梁翼缘与腹板的铆钉(或摩擦型连接高强度螺栓)的承载力，应按下 式计算：n1或 n1 (7.3.2)212 zf lF IVSarNminb vN式中 a翼缘铆钉(或螺栓)间距；1系数；当荷载 F 作用于梁上翼缘而腹板刨平顶紧上翼缘板时， 1=0.4；其他情况 1=1.0；n1在计算截面处铆钉(或螺栓)的数量；一个铆钉的受剪和承压承载力设计值的较小值；rNmin一个摩擦型连接高强度螺栓的受剪承载力设计值。b vN注：当梁上翼缘受有固定集中荷载时，宜在该处设置顶紧上翼缘的支承加劲肋，此时取F=0。 .33“翼缘与腹板的铆钉或高强度螺栓摩擦型连接” ，表示普通粗制螺栓和高强 度螺栓承压型连接不得用于此种连接，至于 A、B 级螺栓，由于制造费工、装配 困难，也不推荐采用。7.4 梁与柱的刚性连接梁与柱的刚性连接图图梁与柱的柔性连接梁与柱的柔性连接34图图梁与柱的刚性及半刚性连接梁与柱的刚性及半刚性连接35图图梁柱刚性连接时柱的变形和柱腹板的受力示意图梁柱刚性连接时柱的变形和柱腹板的受力示意图7.4.1 当工字形梁翼缘采用焊透的 T 形对接焊缝而腹板采用摩擦型高强度螺栓或 焊缝与 H 形柱的翼缘相连，满足下列要求时，柱的腹板可不设置横向加劲肋：l 在梁的受压翼缘处，柱腹板厚度 tw应同时满足：tw (7.1-1)cebfc fbfAtw (7.4.1-2)23530yccfh式中 Afc梁受压翼缘的截面积；fc柱钢材抗拉、抗压强度设计值；fb梁钢材抗拉、抗压强度设计值；be在垂直于柱翼缘的集中压力作用下，柱腹板计算高度边缘处压应力的 假定分布长度，参照公式(4.1.3-2)计算；hc柱腹板的宽度； fyc柱钢材屈服点。 2 在梁的受拉翼缘处，柱翼缘板的厚度 tc应满足：tc0.4 (7.4.1-3)cbftfhA/式中 Aft梁受拉翼缘的截面积。 7.4.2 由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域应按下列规定计算： 1 抗剪强度应按下式计算： （7.4.2-1)pbb VMM21 vf34式中 Mb1、Mb2分别为节点两侧梁端弯矩设计值；Vp节点域腹板的体积。柱为 H 形或工字形截面时，Vp =hbhctw，柱 为箱形截面时，Vp =1.8 hbhctw；C柱腹板厚度；hb梁腹板高度。当柱腹板节点域不满足公式(7.4.2-1)的要求时，对 H 形或工字形组合柱宜将腹 板在节点域加厚。腹板加厚的范围应伸出梁上、下翼缘外不小于 150 mm 处。对轧 制 H 型钢或工字钢柱，亦可贴焊补强板加强。补强板上下边可不伸过柱腹板的横36向加劲肋或伸过加劲肋之外各 150mm。补强板与加劲肋连接的角焊缝应能传递补 强板所分担的剪力，焊缝的计算厚度不宜小于 5 mm。当补强板伸过加劲肋时，加 劲肋仅与补强板焊接，此焊缝应能将加劲肋传来的剪力全部传给补强板，补强板 的厚度及其连接强度，应按所承受的力进行设计。补强板侧边应用角焊缝与柱翼 缘相连，其板面尚应采用塞焊与柱腹板连成整体，塞焊点之间的距离不应大于较薄焊件厚度的 21。对轻型结构亦可采用斜向加劲肋加强。yf235/2腹板的厚度 tw应满足下式要求：tw (7.4.2-2)90bchh . 我国的初步研究则认为在轴力与剪力共同作用下保证不失稳的条件应为 (hb+hc)tw70。考虑到在抗震规范中对高层钢结构因柱截面尺寸较大已采用 了公式(7.4.2-2)，为与其协调，并将其作为最低限值，故本规范采用式(7.4.2-2)。 当柱腹板节点域不满足式(7.4.2-1)的要求时，应采取加强措施。其中加贴补强 板的措施有两种，在国外均有应用实例。至于斜向加劲肋则主要用于轻型结构， 因它对抗震耗能不利，而且与纵向粱连接时构造上亦有困难。0000000000000000000000000 7.4.3 梁柱连接节点处柱腹板横向加劲肋应满足下列要求：1 横向加劲肋应能传递梁翼缘传来的集中力，其厚度应为梁翼缘厚度的 0.51.0 倍；其宽度应符合传力、构造和板件宽厚比限值的要求。2 横向加劲肋的中心线应与梁翼缘的中心线对准，并用焊透的 T 形对接焊缝 与柱翼缘连接。当梁与 H 形或工字形截面柱的腹板垂直相连形成刚接时，横向加 劲肋与柱腹板的连接也宜采用焊透对接焊缝。3 箱形柱中的横向加劲隔板与柱翼缘的连接，宜采用焊透的 T 形对接焊缝， 对无法进行电弧焊的焊缝，可采用熔化嘴电渣焊。4 当采用斜向加劲肋来提高节点域的抗剪承载力时，斜向加劲肋及其连接应 能传递柱腹板所能承担剪力之外的剪力。 377.5 连接节点处板件的计算连接节点处板件的计算 7.5.1 连接节点处板件在拉、剪作用下的强度应按下列公式计算：f (7.5.1-1) iiAN i= (7.5.1-2)i2cos211式中 N作用于板件的拉力；Ai第 i 段破坏面的截面积，Ai =tli；当为螺栓(或铆钉)连接时，应取净截面 面积；t板件厚度；li第 i 破坏段的长度，应取板件中最危险的破坏线的长度(图 7.5.1)；i第 i 段的拉剪折算系数；i第 i 段破坏线与拉力轴线的夹角。图图 7.5.1 板件的拉、剪撕裂板件的拉、剪撕裂图图 7-5 节点的计算简图节点的计算简图. 7.5.2 桁架节点板(杆件为轧制 T 形和双板焊接 T 形截面者除外)的强度除可按公38式(7.5.1-1)计算外，也可用有效宽度法按下式计算：=f (7.5.2)tbNe式中 be板件的有效宽度(图 7.5.2)；当用螺栓(或铆钉)连接 时(图 7.5.2 b)，应减 去孔径。图图 7.5.2 板件的有效苋度板件的有效苋度注： 为应力扩散角，可取 30 º。 . 有效宽度即认为腹杆轴力 N 将通过连接件在节点板内按照某一个应力扩散角 度传至连接件端部与作用力 N 相垂直的一定宽度范围内，该一定宽度即称为有效 宽度 be。 有效宽度法计算简单，概念清楚，适用于腹杆与节点板的多种连接情况，如 侧焊、围焊和铆钉、螺栓连接等(当采用铆钉或螺栓连接时，be应取为有效净宽度)。当桁架弦杆或腹杆为 T 形钢或双板焊接 T 形截面时，节点构造方式有所不同， 节点内的应力状态更加复杂，故规范公式(7 .5.1)和(7 .5.2)均不适用。表 20 单壁式桁架节点扳厚度选用表桁架腹杆或三角形屋架弦杆端节间内力N（kN）170171129029151051168068191091112901291177017713090中间节点板厚度t(mm)68101214161820注：1.本表的适用范围为：1)适用于焊接桁架的节点板强度验算，节点板钢材为 Q235，焊条 E43；2)节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角应不小于 30º；3)节点板与腹扦用侧焊缝连接，当采用围焊时，节点板的厚度应通过计算确定；4)对有竖腹杆的节点板，当 ct15时，可不验算节点板的稳定；对无竖yf235/39腹杆的节点板，当 ct10时，可将受压腹杆的内力乘以增大系数 1. 25yf235/后再查表求节点板厚度，此时亦可不验算节点板的稳定；式中 c 为受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距离。2 支座节点板的厚度宜较中间节点板增加 2mm。. 7.5.3 桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性可用下列方法进行计算：1 对有竖腹杆相连的节点板，当 ct15时(c 为受压腹杆连接肢端yf235/面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距离)，可不计算稳定。否则，应按附录 F 进行稳定计算。在任何情况下，ct 不得大于 22。yf235/2 对无竖腹杆相连的节点板，当 ct10时，节点板的稳定承载力yf235/可取为 0.8bef。当 ct>10时，应按本规范附录 F 进行稳定计算，但在任yf235/何情况下，ct 不得大于 17.5。yf235/图图 F.01 节点板稳定计算简图节点板稳定计算简图7.5.4 当用 7.5.17.5.3 条方法计算桁架节点板时，尚应满足下列要求：1 节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角不应小于 15º； 2 斜腹杆与弦杆的夹角应在 30º60º 之间；403 节点板的自由边长度 lf与厚度 t 之比不得大于 60，否则应沿自由yf235/边设加劲肋予以加强。 7.6 支支 座座 7.6.1 梁或桁架支于砌体或混凝土上的平板支座(参见图 8.4.12 a)，其底板应有足 够面积将支座压力传给砌体或混凝土，厚度应根据支座反力对底板产生的弯矩进 行计算。 最常用的梁式构件(或梁或桁架)铰支于砌体或混凝土柱上的平板支座的设计作 出了具体规定。 支座一般有平板支座、弧形支座和铰轴式支座(见图 94)。此外还可能采用橡 胶支座和球形支座。图图 94 梁的支座梁的支座00000000000000000000007.6.2 弧形支座(图 7.6.2 a)和辊轴支座(图 7.6.2 b)中圆柱形弧面与平板为线接触， 其支座反力 R 应满足下式要求：R40 ndlf2E (7.6.2)41式中 d对辊轴支座为辊轴直径，对弧形支座为弧形表面接触点曲率半径 r 的 2 倍；n辊轴数目，对弧形支座 n=1；l弧形表面或辊轴与平板的接触长度。图图 7.6.2 弧形支座与辊轴支座示意图弧形支座与辊轴支座示意图7.6.3 铰轴式支座的圆柱形枢轴(图 7.6.3)，当两相同半径的圆柱形弧面自由接触 的中心角 90 º 时，其承压应力应按下式计算：=f (7.6.3)dlR2式中 d枢轴直径；Z枢轴纵向接触面长度。图 7.6.3 铰轴式支座示意图7.6.4 对受力复杂或大跨度结构，为适应支座处不同转角和位移的需要，宜采用 球形支座或双曲形支座。7.6.5 为满足支座位移的要求采用橡胶支座时，应根据工程的具体情况和橡胶支 座系列产品酌情选用。设计时还应考虑橡胶老化后能更换的可能性。 .7.6.6 轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时，柱身的最大压力直接由铣平端传递， 其连接焊缝或螺栓应按最大压力的 15或最大剪力中的较大值进行抗剪计算；当 压弯柱出现受拉区时，该区的连接尚应按最大拉力计算。428 构造要求构造要求8.1 一般规定一般规定 8.1.1 钢结构的构造应便于制作、运输、安装、维护并使结构受力简单明确，减 小应力集中，避免材料三向受拉。以受风载为主的空腹结构，应尽量减小受风面 积。 .8.1.2 在钢结构的受力构件及其连接中，不宜采用厚度小于 4mm 的钢板；壁厚小 于 3 mm 的钢管；截面小于45×4 或 56×36×4 的角钢(对焊接结构)，或截面 小于50×5 的角钢(对螺栓连接或铆钉连接结构)。 钢结构的受力构件及连接中所使用的钢板厚度由原来的不小于 5mm 改为不小 于 4 rnm。8.1.3 焊接结构是否需要采用焊前预热或焊后热处理等特殊措施，应根据材质、 焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构的性能要求等综合因素来确定，并在 设计文件中加 以说明。 43钢材是否需要采取焊前预热和焊后热处理工艺措施，钢材厚度不是惟一的条 件，还要根据构件的约束程度、钢材性质、焊接工艺、焊接材料性能和施焊时的 气温情况等综合考虑来决定。预热的目的是避免构件在焊接时产生裂纹；而形成 冷裂纹的因素是多方面的(如上述的约束程度，钢材的淬硬组织和氢积聚程度等)， 故设计时可根据具体情况综合考虑采取相应措施，以避免冷裂纹的出现，预热只 是其中的一种手段。 最近日本新开发一种超低碳素贝氏体的非调质 TS 570MPa 级 厚型高强度钢板，在厚度 t75mm 的情况下施焊时完全不用预热。焊后热处理的 目的是为了改善热影响区的金属晶体组织、消除焊接残余应力，这往往是出于 “结构性能要求” ，如热风炉壳顶是为了避免晶间应力腐蚀而要求整体退火，以消 除焊接残余应力。因此条文规定“焊接结构是否需要采取焊前预热或焊后热处理 等特殊措施，应根据材质焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构的性能要求 等综台因索来确定，并应在避计文件中加以说明。8.1.4 结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况，设置可靠的支撑系统。在建 筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定的支撑系 统。 .图图 10.2 大型屋面板和墙板的厂房结构支撑体系示例大型屋面板和墙板的厂房结构支撑体系示例l 一横向框架；2 一中间屋架；3 一吊车梁；4 一天窗架；5 一托架；6 一屋架下弦横向水平支撑；7 一屋架下弦纵向水平支撑；8 一屋架上弦横向水平支撑；9 一柱间支撑；10 一屋架间竖向支撑44图图 10.3 轻型围护结构的厂房结构支撑体系示例轻型围护结构的厂房结构支撑体系示例 . 该条为强制性条文。为了保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承担和 传递水平荷载，防止杆件产生过大的振动，避免压杆的侧向失稳以及保证结构安 装时的稳定，本条对钢结构的支撑设置提出了原则规定。45图图屋架不设竖向支撑和不设上弦横向水平支撑屋架不设竖向支撑和不设上弦横向水平支撑的变形示意图的变形示意图（）屋架端部示意图；（）屋架上弦平面图 8.1.5 单层房屋和露天结构的温度区段长度(伸缩缝的间距)，当不超过表 8.1.5 的 数值时，一般情况可不考虑温度应力和温度变形的影响。 表表 8.1.5 温度区段长度值温度区段长度值(m)46横向温度区段(沿屋架或构架跨度方向)结构情况纵向温度区段(垂直屋架或构架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为铰接采暖房屋和非采暖地区的房屋220120150热车间和采暖地区的非采暖房屋180100125露天结构120注：1 厂房柱为其他材料时，应按相应规范的规定设置伸缩缝。围护结构可根据具体情况参照有关规范单独设置伸缩缝。2 无桥式吊车房屋的柱间支撑和有桥式吊车房屋吊车梁或吊车桁架以下的 柱间支撑，宜对称布置于温度区段中部。当不对称布置时，上述柱间支撑的中点(两道柱间支撑时为两支撑距离的中点)至温度区段端部的距离不宜大于表 8.1.5 纵向温度区段长度的 60。3 当有充分依据或可靠措施时，表中数字可予以增减。 “一般情况下可不考虑温度应力和温度变形的影响” 。另外补充一条“当有 充分依据或可靠措施时，表中数字可予以增减”的规定内容。图图 95 温度变形不动点位置的计算温度变形不动点位置的计算温度作用的性质与一般的荷载不同，不能硬“抗“，只能适当采取“放“的办法。 只要让结构构件及其连接具有适当伸缩变形能力，温度作用就可大量损失。 过去我们在计算温度应力时，只针对柱子和柱间支撑，其实对柱子和柱间支 撑问题并不大。 但对于吊车梁、托架等纵向构件，倒是应该予以重视。另外跨数 较多的厂房，屋架中的温度内力也不容忽视。所以，温度区段长度较大时，应尽 量使上述水平构件的连接形式有利于吸收温度变形，否则可能产生不容忽略的温47度内力。厂房纵向长度较大需要设置的横向伸缩缝，过去我们习惯采用双柱，用单柱 的较少。西欧常用单柱伸缩缝，我国近来也逐渐采用。单柱伸缩缝能节约钢材， 但构造比较复杂，特别是屋盖系统较难处理。看来有托架时最好不采用单柱缝， 另外在地震区也不宜采用。至于厂房横向宽度较大时，最好避免采用纵向伸缩缝，因其构造过分复杂， 在纵横伸缩缝相交处很不好处理。此时宜采用“放“的办法，即将上部柱的截面宽 度减小，屋架与柱做成铰接等办法来减少温度作用。8.2 焊缝连接焊缝连接 焊缝的破坏形式焊缝的破坏形式 图图 10.9 焊缝的热影响区焊缝的热影响区图图 10.10 角焊缝的破坏形式角焊缝的破坏形式8.2.1 焊缝金属应与主体金属相适应。当不同强度的钢材连接时，可采用与低强 度钢材相适应的焊接材料。 .不同钢种的母材相焊时(例如 Q235 钢与 Q345 钢相焊)，采用何种焊条，曾有 过不同看法。根据试验，Q235 钢与 Q345 钢钢材焊接时，若用 E50××型焊条， 焊缝强度比用 E43××型焊条时提高不多，设计时只能使用 EA3××型焊条的焊 缝强度设计值。此外，从连接的韧性和经济方面考虑，故规范规定可采用与较低 钢材强度相适应的焊接材料。488.2.2 在设计中不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝， 同时焊缝的布置应尽可能对称于构件形心轴。焊件厚度大于 20mm 的角接接头焊缝，应采用收缩时不易引起层状撕裂的构 造。注：钢板的拼接当采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或 T 形交叉；当为 T 形交叉时，交叉点的间距不得小于 200mm。图图 96 最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸图图 97 对接焊缝的交叉对接焊缝的交叉a) b) c) d)图图 8-1 角焊缝构造图示角焊缝构造图示a)、b)合理形式；c)、d)不合理形式层状撕裂是垂直于