钢结构节点连接及设计方法

钢结构节点连接计算及构造设计是整个钢结构设计的重要环节,对保证钢结构的整体性和可靠度,制造安装的质量和进度,整个建设周期和成本有着直接的影响。

结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接:

1.焊接连接是钢结构的主要连接方法,主要优点在其构造简单,节约钢材,加工方便,容易自动化操作。焊接焊缝的尺寸及形式有相关的规范规定,焊条的选用应和被连接金属材质适应。焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。

2. 铆钉连接由于连接结构复杂且用钢量大,很少采用,但因为铆钉连接的塑性和韧性较好,专力可靠且容易检查,在重型和直接承受动力荷载的结构中,偶尔也采用。

3.螺栓连接又可分为普通螺栓连接和高强螺栓连接。普通螺栓连接施工简单、拆装方便,可在次要结构部位使用。高强螺栓一般用合金钢制成,根据受力特点分承压型和摩擦型。高强度螺栓制作工艺精准,操作工序较多且要求高。在桥梁及大跨度结构房屋和工业厂房广泛应用。

了解完,钢结构节点的三种连接方式,下面,我们一起来看下钢结构节点连接的设计规定和方式。

01、钢结构节点设计标准

根据现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017-2017,进行钢结构节点设计时,还应满足以下规定:

1.钢结构节点设计应根据结构的重要性、受力特点、荷载情况和工作环境等因素选用节点形式、材料与加工工艺。

2.节点设计应满足承载力极限状态要求,传力可靠,减少应力集中。

3.节点构造应符合结构计算假定,当构件在节点偏心相交时,尚应考虑局部弯矩的影响。

4.构造复杂的重要节点应通过有限元分析确定其承载力,并宜进行试验验证。

5.节点构造应便于制作、运输、安装、维护,防止积水、积尘,并应采取防腐与防火措施。

6.拼接节点应保证被连接构件的连续性。

其中,各构件的连接还应遵守以下规定:

连接板节点:节点板厚度宜根据所连接杆件内力的计算确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应考虑制作和装配的误差。

梁柱连接节点:梁柱连接节点可采用栓焊混合连接、螺栓连接、焊接连接、端板连接、顶底角钢连接等构造。

铸钢节点:铸钢节点应满足结构受力、铸造工艺、连接构造与施工安装的要求,适用于几何形式复杂、杆件汇交密集、受力集中的部位。铸钢节点与相邻构件可采取焊接、螺纹或销轴等连接方式。

预应力索节点:预应力高强拉索的张拉节点应保证节点张拉区有足够的施工空间,便于施工操作,且锚固可靠。预应力索张拉节点与主体结构的连接应考虑超张拉和使用荷载阶段拉索的实际受力大小,确保连接安全。

02、钢结构节点设计软件

为了简化钢结构构件连接设计,在钢结构设计中,我们一般会采用钢结构连接设计软件RAM Connection ,用以快速完成节点连接设计,并验证节点连接的正确性。

RAM Connection 是一款钢结构连接设计应用程序,通过综合计算(包括抗震合规性),进行分析和设计任意连接类型,并且数秒内就可以验证您的连接。通过与三维设计和详图绘制模型相集成且利用程序定制功能,可以实现工作流程的优化。

RAM Connection具体软件功能如下:

1.遵循抗震要求

根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统,生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统(如果适用)时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时,遵循所选设计规范的延展性要求。

2.设计钢结构节点

设计和详细设计钢结构节点,包括梁到梁、梁到柱、拉撑头、锚到混凝土的节点以及复杂的多构件节点。借助综合的标准节点类型库简化钢板、加劲杆、螺栓和焊接点的布置。轻松比较节点方案的经济性和实用性。

RAM Connection 具有丰富的节点设计选项,可以进行如下的设计:

1)设计的节点连接样式:焊接样式、螺栓连接样式;

2)设计的节点参数:焊接长度(焊缝尺寸)、螺栓个数及螺栓布置、加劲肋个数、节点板尺寸等;

3)支持节点信息支持 ISM 结构同步( Structural Synchronizer );

4)支持自动批量节点设计或单个节点设计优化或节点验;

5)RAM Connection 显示的是逼真直观的三维模型使节点设计更。

3.国家标准的设计

在您的产品设计中,使用广泛的国际标准与规格,扩展您的业务实践,利用全球的设计机会。受益于国际标准的广泛支持,充满信心的完成您的设计。

  • 按照AISC 360 (LRFD 或 ASD) 规范做钢结构节点设计;
  • 按照 BS 5950规范做钢结构节点设计。
  • 按中国规范GB50017-2003进行节点设计

4.生成结构设计文档

自动生成结构设计文档,包括用于传递设计意图的必要平面图和立面图。对三维模型所作的更改会在文档中自动更新。

5.生成结构详图

利用在结构模型中建立的设计结果直接生成详细的二维工程图。使用软件中提供的设置自定义工程图的样式和格式。

软件详情:RAM Connection | 钢结构连接设计软件

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