安全验证
: 12.》2  连接板节点 !。 1】2.2.1  本】条基本?沿用原规范第7.5!.1条连接节—点处板件《在拉、剪共同—作用下的强度—计算公式是根据我】国对双角钢杆件桁】架节点?板的试验研究—中拟合?出来的?它同样适用于—连接节点《处的其他板件如本标!准,中图12.2.【1 》     试验】的桁架节点》板大多数是》弦,杆和腹杆均》为,双角钢的K》形节点仅少数—是竖杆为工字钢【的N形节点抗—拉试验共《有6种不同形式【的16个试件—所有试件的》。破坏:特征均为《沿最危险《的线段撕裂破坏即图!17中的BA—ACCD面二折【线撕裂?其中AB《、CD与节》点板的边《界线基本垂直—。 》 ? ? ,。图17  节点【板受拉计《算,简图 ? ? :    《本标准式(》12.2.1-1)!。的推导过程如下 ! , ?    在》。图17中沿BAC】D撕:裂线割?。取自由体由》于板:。内塑性区的发展引】起的应力重》分,布假定在破坏时撕裂!面上各线段的—应力σ′i在线段】。内均匀分布且平行于!腹杆:轴力当?各撕裂段上》的折算?。应,力同时?达到抗拉强度—fu时试件破坏根据!平衡:。条件并忽《略很小的M和V【则 — 《 : ,    ! 按极限状态—设,计法即?。∑ηi?Aif≥N —    】 式中f节点—板钢材的强度—设计值(N/—mm:2);? 》     》    《。  N斜腹杆的【轴向内力设》计值(N);—    !    《   Ai为第i】段撕裂面的》净截面积(m—m2) 《    】 式(5《4)符合破坏机【理其计?算,值,与试验值之比平均】为87.5%略偏】于安全且离散性【较,小 12!.2.2  —考虑:。到桁架节点板的外】形往往不规》则用本?标准式(1》2.2.1-1【)计算比《较麻烦加之》一些受动力荷—载的桁架《需要计算节点板的疲!劳时该公式更不【适用故参照国外多数!国家的经验建议对】桁架节点板》可,采用有效《宽度法进行承载力】计算所谓有效—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》  【   在《试,验研:究中假定be范【围内:的节点板应力达到f!u,。并令betfu=】Nu(Nu》为,节点:板破坏?时的腹杆轴力—)按此?法拟合?的结:果   !  当应力扩散【角θ=27》°时精确度最高【计算值与《试验值的比值平均为!。98:。。.9%;当θ=3】。0°时?此比值?为106《.8%?考虑到国外多数【国家对应力扩—散角:均取30°》为与国际接轨且误】差较小故《亦建议取θ=—30°? , :     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:(当采用钢》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型钢或】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,杂故本标准公—式,(,12.2.1)【和式(12.2.2!。),均不适用《    !。 用有效宽度法可以!制作腹杆内力—N与节?点板厚度t的关【系表我们先制—。作了N?-(t?/b)?表反映了影响有【效,宽,度的斜腹杆连接【肢宽度b和侧—焊缝焊脚尺》寸hf?1、hf2》的作用因而该表比以!往的N-《t表:。更精确但由于表形较!复杂且参数b—和hf的可变性较】大使用不《便为方便设计便在】。N-(t《/b)表的基—础,上按不同参数组【合下的最不利情况】。整理出N《-t:包,络图(表1》2)使该表具有较】充分的?依据而且在常用不同!参数b、《。h,f下亦?是安全的 ! 表12《  单?壁式桁架《节点:板厚度选用》 《 ,   !  表12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Q!235焊条E43;! — ,   2  节点板!边缘:与,腹杆轴?线之间?的夹角?应不小于30°;】  【   3  —节点板与《腹杆周侧焊缝连接】。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c—/t≤15ε—k时可不验算节点】板的稳?定;对?无竖杆?的,。节点板当c》/t≤10》εk时可将受压腹杆!的内力乘以》增大系?。数1.2《5后再查表求—节点饭?。厚,度此时亦可不验算】节点极的稳定;【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 —   》  :对于:表12中《的单壁式桁架节【点支座节点板—的厚度宜《较中:间节点板《增加2mm 】 12.2.3!  参照国外研究资!料,补充了净截面计算】时,。孔径扣除《尺寸要?求和修改了多—排螺栓时应力扩【散角的取值本条为】桁架:节点板的稳定—计算要求《 《  ?   ?1  共做了8个节!。点板:在受压斜《腹杆作?用下:的试验其中》有无竖腹《杆的:各4个?试件试验表》明  】       【1)当节点》板,自由:边长度lf》。与,其厚度t之比—lf/t>60εk!时节点板的》稳定性很《差,将很快失稳》故此时?应沿自?由边加劲 】 :      —  2)有竖腹【杆的节点板或lf/!t≤6?0εk?的无竖腹杆》节点:板,在斜腹?杆压力作用下—失稳均呈BAA【CCD三折线—屈折破?坏其屈折线的位置和!方向均与受拉时【的撕裂线类同 】 《        3!)节:点板的抗压性—。能,取决于c《/t的?大小(c为受—压斜腹?杆连接?肢端面中点》沿,腹杆轴线方向至弦杆!的净距t为节点板厚!度)在一般情况下】c/t愈大稳—定承:载力愈低 》 》    对有—竖腹杆的《节点板当《c/t≤15εk时!节点板的抗压极限承!。载,力NR?,c与?。抗拉极限承载—力NR,t大—致相等破坏的安【全度:。相同故此《。时可:不进:行稳定验算》当c/?t>15εk—时NR,c<N【R,t应按本标准附!录F:的近似法验算—。稳定;?当c/t>2—2εk时近似法算】。出,的计算?值将:大于:。试验值不《安全故?规定c/t≤—。22εk !。     对无竖腹!杆的节点板N—R,c<NR,【t故一般都应—该验算稳定当c/】t>17.5εk时!节点板用近似法的计!算值将大于》试验值不安全故规】定c/?t≤17.5εk !。 ,。    【     》4)lf/t>【60ε?。k的无竖腹杆节【点板沿自由边加【劲后在受压》斜腹杆作用下节点板!呈BAAC》两折线?屈折这是《。由于CD区因加劲加!强后稳定承载力有较!大提高所致但此【时NR,c<—NR:,t故仍需验—算稳定?不过仅需验算—。B,A区和AC》区而不必验算C【。D区而已《 ,。  — ,  :2,  :本标:准附录F所列桁架节!点板在斜腹》杆轴:压力作用下的稳定计!算,公式是?根据8个《试件的试验结—果拟:合出来?的根据?破坏特征节点板失】稳时的屈折线主要是!BAACC》D,三折线形(见本【标准附录G图G【.0.1《)为计算方便且与】实际情?况基本相符假定【BA平?行,于弦杆CD》⊥BA !   ? 从试验可知—在斜腹杆《轴压力?N作用?。下节点?板内存在三个受压】区即BA区(F【。B,GHA?板件:)、AC《。区(:AIJ?C板件)和CD区(!CK:MP板件《)当:其中某一个》受压区先失》稳后其他各区立即相!继失稳因此有必要】对三个?区分别进行验算其】中A:C区往往起控制作】用 》     —计算时?要先将腹杆轴—。压力N分解为三个】平行分力各自—作用于三个受压区屈!折线的?中点平行分力的分】配比:例假定为各屈折线段!。在有:效宽度线(》在本标准附录G图G!.0.?1中为A《C的延长线)上投影!长度bi与∑bi】的,比值然?后再将此《平行分力分解为垂直!于,各屈折线的力N【i;Ni应小于【。或等于各受》压区板件《。的稳:定,承载力而受压区板件!则,可假定为《宽度等于屈折线【长度的钢板按—轴压:构件计算其》稳定承?载力:。。铜板长度取为板件的!中线长度c》i,计算长?。度系数经拟合后取为!0.8长《细比 】    这样各受】压板区稳《定验算的表达—式为: , 《 》  ? ,  其中l1—、l2、《l3分别为各区屈】折线BA、AC、】。CD的长度;b1】。。、,b,2、b3为各—屈折:线在有效《宽度线上《的投影长度;t为板!厚;:φi为?。各受压板区》的轴压稳定》系数按λ《。i计算 》     对!l,f/t?>60εk且—沿自由?边加劲的无竖腹杆】节点:板失稳?。时一般呈BAAC】两屈折线《屈曲显然在CD【区因加劲后其稳定】承载:力,大为提高已不起控制!作用故只需用—。上述:方法验算BA区和A!C区的稳定 【     】用上述拟合的—近似法计《算稳定的结果表明试!件的极限承载力【计算值NcR,c与!试验值N0R,【c之比平《。均为85%计算【值偏于安全 — 》    3  为】了尽量缩小稳定计】算的范围对于无【竖腹杆的节点板【我,们利用国家标准【图集:梯形钢屋架05G】511和钢托架0】5G513中—的16?个节点用同一根斜腹!杆对节点板做稳【定,。和,强,度计算并进行对比以!达到用强《度计:算,的方法来代替稳【定,计算的目的》对比结果表明 】   —  当c/》t≤10εk时大多!数节点的《Ncc大于0.9N!。c,t(Ncc、Nc】t,为节点板的稳定和强!度计算?承载力)《仅,少数节点《的Nc?。。c=(0.83~0!.,9):Nct此时》的,斜腹杆倾角》θ1大多接近60°!这说明θ1》的大:。小对:稳定承载《力的影响《。较大 — :    因为强度】计算时的《有,效宽:度be?=AC+(lf1+!lf2)t》an:3,0°而稳定计—算,中假定斜腹杆—轴压力N分配的【有效宽度∑bi=b!′e=A《C,+(:l,f1+lf2)s】inθ1cosθ1!(式:中lf?1、lf2》。为斜腹杆两侧角焊缝!的长度)当θ1=6!0°或30°—时sinθ1cos!θ1=0.433】与tan《30°(=0.【577)相差最大此!时的稳定计算承【载力:亦最低?设AC=k(lf1!+,lf2)经统计【k≈0.35—。6因此当θ1—=60°或30°时!的b′e《、be值分》别为 ? : 】   ?  因此对无—。竖,腹杆的?节点:板当c/t=—10εk且30°≤!θ1≤6《0°时可将按强度计!算,[公式?(54)《]的节?点板抗力乘》以折减?系数0.78—4作为稳定承载力考!虑到:稳定计算公式偏安全!近15%故》可将折减系》数取为0《。.8(0《.8/0《.784=1.0】20)?以方便?计算  !    当然必要时!亦可专门进行—稳定计算若c—。/t:>10?εk时则应按近似】公式:计算稳?定 —。 12?.2.5  本条】为新增条文根据试验!。研究在?节,点板板件(或梁【翼,缘)拉力作用—下柱翼缘有如两【块受线荷载》作,用的三?边嵌固?板ABCD、A′】B′:。 C′D′(见【图18)拉力在柱】翼缘板?的影响?长度为p≈》12tc每》。块板所能承》受的拉力可近—似取为?。3.:5fyct》2fc两《嵌固边之间》CC′范围》的受拉板(或梁翼】缘,)屈服因此板—件(或梁《翼缘)传来拉力平衡!。式为: , , — , ?图18 《 柱翼?缘受力示意 【 《。1-荷载;T-【拉力;P-》影响长度《 ? 【     式【(58?)即是欧洲钢结构设!计规范EC》3Design【 of stee】l stru—cturesEur!。oco?。de-3(》BS EN》1,9,93-1-82【0,05)中采用—的板件或工字—形、:H,形截面梁的翼缘与工!字形、H《形截面的未设—。水平加?劲肋的柱相连—形成T形接合—时,板件或梁的翼缘【的有效宽度计算公式!。考虑:。到柱翼缘《中间和?两侧部分《刚度不同《难以充?分发挥共《同作用翼《缘承:担的部分应有—所折减为安全起见】同时与?本标准第12.3.!4条翼缘受拉情【况公式建立条—件(:考虑了?0.8折减系—数)协调系数7改】为5这样与按有限】。元模拟加载试—验所得结果较为接】近 12!.2:.6  《本条沿用《原,。规范第8.4.6】条、:第8.?2.11条取消了角!钢的:L形围焊《在桁架节点处—各相互杆件连接焊】缝之间?宜留有一定的—净距:以,利施焊且改善焊【缝附近钢材的抗脆】断性:能本条根据》我国的?。实践经验对》。节点处?相邻焊缝之间的最】小,。净距:作出:了具体?规定管结构相—贯连接节《点,处的焊缝连接另有较!详细的规定(见本标!准第:13.2《节)故不《受此限?制 《  《   围焊中有【端焊缝?和侧焊缝端焊缝的刚!度较大弹《性模量E≈1.5×!106;而侧焊缝的!刚度较小E≈—(0.7~1)【×1:06所以在弹性工】作阶段端焊》缝的实?际负担要高于侧焊缝!;但围焊《试验中在静力荷载】作,用下届临塑性—。阶,段时应?力渐趋于平均其【。。破坏强度与仅有侧焊!缝时差不《多,但其破坏较为—突然且?塑性变形较小此外】从国内?外几个?单位所做的动力试验!。证明就焊缝本身来说!围焊比?侧焊:。的疲劳强度高国内某!些单位曾在桁架的】加,固中使用《了围焊效果》亦较好但从“焊接桁!架式钢吊车》梁,。下弦:及腹杆的疲》。劳,性能”的研究报【告中认为《当,腹,杆端部采用围—焊时对桁架节—点板:受力不利节点板有开!。裂现象故建议在直】接承受?动力:荷载的桁架腹杆中】节点板应适当加大或!加厚鉴于《上述情况本》标准规?。。定宜采用两面—。侧焊也可用三面【围,焊   !   围焊的转角】处是:连,接的重要部》位如在此处熄火或】起落弧?会加剧应力集中的影!响,故规:定在转角处必须【连续施焊 》 ,