？ 13.3  圆钢！管，直接焊？接节：点和局部加劲节点】的计算 — ， 13.【3.1  》本条沿用原规范第】。1，0.3？.3条的一部—分主：管为圆钢管的—节点本？标，准将其？归为圆钢管节点；】主管为方矩》形钢管时本标准将】其归为方钢》管，节点： ： 13—.3.2 》。 本条第《1款～第3款基【本沿用原规范第10！.3.？1条、第10—.3.3条第4款～！第8款为新增条【款对主？。要计算公《式和规定说》明，如下：   】  关于《第1款～第3款【88：版规范对平》面X、Y、》T形和？K形节点处主管【。强，度的支管《轴心承载力设计值】的公式是比较、分】析，国外有关规》范，。和国内外有关—资料的基础上根据近！300个各类—型管节点的承载【。力，极，限值试验数据通【过回归分析归纳【得出的承载力—极限值经《验公式？然后：采用校准法换—算得到的原规范修】订时根据同济—大学：。的，研究成果《。对平面节点承—。载，力计算？公式进？行了若干修》正修正时《主要对照了》新建立的国际管节】点数据库中的试验】结果：并，。考虑了公式表达的】合理性经与》日本建筑《学会(AI》J)公式、国际【管结构？研究和发展委—员会(C《IDECT)公式】的比较所修正的计算！公式与试验数据对比！其均值？和置信区间都较之】前更加合《理本次修订》时除：了对K形节点—考，虑搭接影《响之外未作进一【。步改动(本条第1款！～第3款)详见原规！范条文说明》第10.《3.3条 【   》  关于第4—款K：形搭接节点中两支管！中垂直于主管的【内力：分，量，可相互平衡一部分】使得主？管，连接面所承受—的作：用力相对减小；【同时搭接部位的【存在也增大》了约束主管管壁【局，部变：形的刚度近年来的搭！接节点试验》和，有限元分析结果均表！明搭接？节，点的破坏模式主【要为支管局部屈【曲破坏？。、支管局部屈曲与】主管管壁塑性—的联合破坏、支管轴！向，。屈服破坏等三种【模式与平面圆钢管连！接节：点的主管壁塑性破坏！模式：相比有很大差—别，因此目前国外—各规程中均》将搭：。接节点的承载力计算！公式特别列出有两】种主要方法其—一是如Euroco！de3规《程保：持与K形间隙节点】公式：的连续性《通，过调整搭《接(间隙)关系【参数给出搭接节点的！计算公式；其二【是如ISO规程(草！案)根据搭》接节点的破坏模式】。。摒弃了原来环—模型：计算公式(》ft：。2)给出与间隙节】点完全？不同的计算公式本】标准采用方法二由于！搭接节点的》破坏主要发生在【支管而非主管上因】此将节点效》率表示为几何—参数：的函：数即采用Ni＝f】。(βγ？τηOv)》×Aifi的—公式形式；通过研】究节点几何参—数对节点效率—的影响选定f(β】γτη？O，v)：的函：数形：式，；以同？济大学11》个搭接节点》的单调加载》试验、540个节】点有限？元计算结果以—及国际管节点—数，据，库的资料《为基础经回归分析】得到K形搭接—节点承载力计算【公式：    ！ ，对于节点有限元【分析结果以》。下述两个《准则中最《先达到的《一个准则《决定节点的极限承】载力受压支》管轴力-节点变形】曲线达？到峰值节点变—形达到3％ — ，  》   有限元—参数分析《结果表？明当其？他参数相同时θ＝4！。5°与θ《＝60°的节点承】载力：相比提高《幅度：均在10《％以：内平均仅2.4％基！本可以忽略；θ＝3！0°与θ＝60°的！节点承载力》相比提高《。幅度不等平》均提高约20％【若，承载力公式中与【原规范相似地采用θ！。函，数1／sinθ【则难以？准确反映θ》的影：。响考虑到《。实际工程中θ＜4】5°：的情：况相对？少见在建立K形搭接！节点承载力公式时以！θ，＝60？°节点的承载—力数据作为基础略】。偏保：。守但：不失经济性 ！    》 影响K形搭接节点！性能的因素除几【何，参数外还包括—搭接支管和》贯通支管的搭接顺】序、隐蔽部》分焊接与否等根【据搭接顺《序的：不同(C贯通支管】受压T？贯，通支管？受拉)和隐蔽部位是！否焊接？(W焊接N不焊【)可将K《形搭接？节点分别记为C【W、TW、CN【、TN四种》类型研究发》现 》     1  ！在隐：。蔽部：位焊接的情况—下贯通支管受拉【。相比贯通支管受压节！点承载力平均高【6％；在隐蔽部【位不焊的情》况下贯通支》管受压相比贯通支】管受拉节点承载力】平均高出《4％； ！    2 — 隐蔽部位》不焊会造成承载力某！种程度的降低且【在，贯通支管受拉的情】况，下这种？降低要显著得多(】贯通支管受压—时平均降《低4％、最大—降低11％贯通支】管受：拉时平均降低13】％、最大《降，低30％)C—W、TW、CN【、TN？四种类型的搭接【节点：。承载力的变化—如，图36所示综合考虑！其变化规律》以及规？范的简洁性和设【计的经济《性将CW、》TW、CN、TN】四种类型的搭接节点！承载力计《。算公：式统一本标》准公式计算值(【95％保《证，。率)与四种类型【搭接节点《。有限：元数据的《。对比见图3》6 ！ ， ？图3：6，。 ， 本标？准公式计《算值：与四种类型》搭，接节：点有限元数据的对】比 —    《 ，表13给出了—本标准公式计—算值与相《关，试验数据的对—比表中公式计算值】所采用？的钢：材强度值为试—验给出？。的钢材强度平均值】。 《     关【于第5款和第6款】。目前平面《DY和DK》形，节点：已经应用于网—架、网壳结构中本】标准：平面DY和D—K形节点承载力【设计：值，公式：引自钢结构设计规】范，。EC3Design！ of steel！ struc—tures(E【urocod—e3-？1-8？200？5) 表！。13  平》面K形圆钢管—搭，接节点承载》力设计公《式计算结果与相关】试验数据的比较 】 ？ ， 《。 ？    关于第7】款平面KT形节点计！算公式(13.【3.：2-29《)、式(13.3】.2-30》)来：源于Eurocod！e3-1-82【00：5本条补充了关于间！隙a的取值规定E】。urocode【。的，计算方公式是依【。据各：支，管垂：直，于主：管，轴，线的：竖向分力《合力为？零的假定但当竖杆】受拉力时仅按式【(13.3.2【。-28)计算—。可能对节点受压【的计算偏于不安全本！条补充了《按式(13.3.】2-30《)进行计算的规【定 【。    关于第8】款J.A《.，Packer—在空心？。管结构连接设计指】南(：曹俊杰译《科学出？版社1997)【中，认为平面节点—的失效模式由主管】管壁塑性控》。制因而？可以不计算》主，管管壁冲剪破坏但】。。是在管节点》数据库中仍存在冲剪！破坏：。。。的记录日本建—筑学会(AIJ)设！计指南(19—90)和欧》洲钢结构《设，计规：范EC3Des【ign of st！eel 《structure！s(E？uroco》de 3-1—-8：200？5)：要求T、《Y、X形《节点和有间隙的K】、N形？节点需？进行冲剪《承载力计算考虑到这！类破坏发生》的可能性本次修订】规定对这类节点进行！支管在节点处的冲】剪承载力补充验算本！条，公式引？自欧洲？。钢结构设计规范【EC3De》sign 》of stee【l ：structu【res(《Euroc》ode3-1-8】。2005) 】 13.—3.3  本条在】原规：范的基础《上增加了部分规【定，原规范修订时—在分析管节点数据】库相关数据和—对，照同济大学实—施的试？验基础上《补充了空间TT【形和KK形节点的计！算规定与日》本，建筑学会《(AIJ)公式【、国际管结构研【究，和发展委员》会(：CIDECT)公】式，相比按所提出的【计算公式和试—。验数据比较无论【其均值还是置信区间！都更加？合理详见原》规范：条文说明第1—0.：3.3条的条—文说明表12—最后2组数》据，   】  但制订》原规范时所》依据的管节点数【据库和国内大学试】。验，。。研究：的，空间：K，。K形节？点都是间隙节点【。即图13.3—.3-1《的情：况而工程实践中因支！管搭接与《否有多种组合—。除全间隙节点—外还可能遇到图3】。。7所示另3种典型】情况其中《图37？(d)的情况为支管！全搭接型而前—3种情？况称为支管非全搭接！型 ： 》 图3】7  空《间KK形节点分【类 1-！支管；2-主—管；3-搭接—支管；4-被搭【接支管；5-—内隐蔽部分 【 ：    》 对图37中(b)！、(c)、(d)】三种：。形，式节：点，的极限？承载力进行分析将】支管全搭《。。接型的KK形节点的！空，间调：整系数采用》不同于原规范的形式！其，余情况则仍采—用0.9与实验【。。数，据，和，有限元计算数据【的对比？分别：见表13和表14】表中还列出了欧洲钢！结构设计《规范EC3Desi！gn of》 stee》。l structu！re：sE：urocode3】公式和？日，本建筑学会(—AIJ？。)公式的相应比较】结果 ？ 表1【3  空间KK【形节点承《。载力计算公式与【试验数据《的，比较 《 》     ！原规范没有空—。间KT形圆管节点】强度计算《公式而近年的工程实！践表明这类形式的】节点在空《间桁架和空间网壳中！。并，不少见本《条第3款《的，计算：公式采？用在平面K形节【点强度？计算：公式基础上乘—以支管？轴力比影响系—数，Qn和？空间调整系数μK】T的方法其中μKT！反映了空间》几何效应Qn反映】了荷载效应分三【种，情况规定了μKT的！取值即三支管间均】有，。间，隙(：空，间KT？-Ga？p型)？；K：形，支管搭接《。但与T形支管—间有间隙(空间K】T-I？POv型)；—三，支管均搭接(空【。间，KT-Ov型) 】    】 ，图3：8显示了空》间KT形节点极【。限承载力《比值NK《。T′K/NθK【T′K(即Qn)】。与T形？支管轴？力比n？TK的关系曲线其中！NKT′K为空间K！T，型节点？中K形受压支管承载！力NθKT′K为】相同几？何尺：寸但：轴，力比nTK＝—0(即T形支管轴力！为0)的空间—KT型节点中K形】 —。。 图3】8  支管轴力比影！响系：数Qn-nTK关系！曲线 】受压支管承载力【轴力比n《TK是？反映T形支管所受轴！力相对大小的一个参！数，nTK为《正表示T形》支管受拉nTK为负！表示支？管受压实《际工程中T形支管一！般不是主要受力【构，件其所受轴》力往往小于K形【支，管轴力即nTK的范！围为[11》] 表】14  空间KK形！节点承载《。。力计算公式与有限】元计算结果》的比较 《 —    】 图：38表？明， 《。 ：    1 —。。 对于几何尺寸不同！但，轴力比nTK相同】的节点Qn大致【相，同说明？轴力比nT》K对节点极限—承，载力的影《响是独立《的不：受节点几何参数【。变化的影响； 【。     ！2 ： 在0.《2≤：。nTK？≤0.2范围内【Qn值大体为1【变化较小； 【    【。 3 ？ 在nT《K＜0.2或—nTK＞0.2范围！内Qn值均呈下降】趋势说明T形支【管，。轴力增？。大导：致节：点极限承载力降【低从图中可》看，出T形支《。管受：轴压时更为》不利 《 ？    《 有限元《分，析表明对空间KT-！Ga：p节点的空间调【整系数μKT无量纲！参数βT、》ζt的？影，响较大其他参数则可！不予考虑《；对于？空，间K：T-Ov节》点γ、ζ《t有较大影响—；对于空间》KK-IP》Ov节点各无量纲几！何参数？。对μKT均无—。显著影响为简单【计取μKT＝1【.0  ！   拟合的空间K！T形节点强度计【算公式与试》验数：据和：有限元数据的—比较分别见表15和！。表16 《 表15 ！ 空间KT形—。节，点承载力《计算公式与试验数据！的比较 ！ ： 表16【  空间《KT形？节点承载力计算公式！与有限元数据的比较！ 》 — 13！.3.4  本条】为新增条《。文无斜？腹杆的桁架》(空腹桁架)、单层！网壳等结构》其构件承受的弯矩在！。设计中是不可—忽略的这类结—构采用无加》劲直接焊接节点【时设：计中应考虑节—点的：抗，。弯计算本次》标准修订时在分析国！外有关规范》和国内外《有关资料《的基础？上，根据近？16：0个管？节点的？受弯承载力极限值试！验数据通过回归分析！考，虑了可靠度与安全系！数后：得出了？主管：和支管均为圆管的】平面T、Y、—X形相贯节点受弯承！。。。载，力设计值公式 】 ？ 表1？7  对应》于主管塑性》破坏模式的受弯【承，载力公式拟合试【验数据的统计分析】。 — 《   《  表17给出了对！各国受弯承载力【规范：公，式拟合试验数—据的：统计分析结果—。m、σ和v分—别表示公式》计算值与试验—值之比的均》值、方差和离散度其！中Mj？ui、M《juo分别》为，根据公式《计算得到的节点平】面内与平《面外：受弯承载力》。计算时已将各规范】中的强度设计值置】换为钢材屈服值【Mui、M》uo：分别：为，试，验测得？的节点平面内与【平面外受弯承载力】从表：。17中？的对比可以看出【在平面内《受弯承载力方面A】PI公？式，与，试验结果最为接【近但离散度较—大HSE与Euro！code 3—公式比？试验结果低但数【据，离散度较小在—平面外受弯》承载力方面HS【E公式与试验结果最！为接：近AP？I公式次之但数【据离散度《较大V？an der V】egte公式—与试验结《果差别较大且计【算异常繁琐》不便于？工程应？用 【。。   ？ ，由于各规《。。。。范公式？考虑：了，一定的承载力安全】储，备，所以计算《。值均低于《节点实际承》载力为此在》上述公式的基础【上提出了以》下未考虑强度折减的！相贯节？点平面内受弯承载力！计算公？式 》 ，   ！  统？计分析表明该—公式能够《较好地？预测：相贯节点的》实际：平面内？。受弯：承载力在此》基础上考虑可—靠度后得到本次标】准修：订公式标准修订公式！拟合试验数》据的统？计分析结《果列于表17中【 《      对应！于主管冲剪破坏【。模式的相贯节点受】弯承载力计算公【。式的主要《来，。源，。为CID《ECT设计指南 】 ，   —  无斜腹杆—的桁架(空腹桁架】)、单层网壳结【构中的杆件同—时承受轴力》和弯矩作用本条第3！款，。适用：于这种条件下的节点！计算规范修订时对】比了各国规范对于】节点在？弯矩与轴力共同作用！下的承载力相关【方程其中Nc—、Ncu分别为组】合荷载下支管轴【压力与节点仅—。受轴压力作用—时的极限承载—力公式计算》值Nt、N》t，u，分，别为组？合荷载下支管轴拉】力，。与节点仅受轴拉力】作用时的极限承【载力公式计》算值：Mi、Mui分【别为组合荷》载下支管平面内弯】矩，与节点仅受》平面内弯矩作用时】的极限承载力公【式计算值Mo、【Muo分别为组合荷！载下支管平面外弯】矩，。与，节点：仅受平面外》弯，矩作用时的极—限，承，。。载力：公式：计算值 《 《  】   上述公式【的，比，较表明钢结构设计】。规，范EC3Desi】gn of —。。。steel —s，t，ructures认！为平面内弯矩对节点！组合荷载作用—下承载力的影—。。响较平面外弯矩小而！A，PI：规范和日本标准则认！为两者权《重相同图39—～图42给出—了不同荷载》组合：下试验值《与相关？方程曲线《的比较可以看—出AIJ相关公【式，在所有情况》下都是偏于》。安全 】。 ： 图》3，9  N《c，。。Mi相关方程与试验！数，。据的比较 — 的》Eur？ocod《e 3相关公式在大！多数情况下》是安全的仅有个别】数，据点越界《而API《-LRF《D相关？公式相对《来说安全度稍—低有少数数据点【越界表18还—给出了节点在轴力、！平面内？。弯矩、？平 ？ 》 图40】  NcMo相关方！程与试验数据的【比较 ？。 【 图41 】 Nt？Mo相关方程—与试验数据的—比较 《 ， 面外弯矩共】同作用下试验值代】。入各：相关公式中的计算】结果同样显》示了上述现象—从安全？和简化出发》标准修订《时直接采用》了AIJ公式的形式！。 》 【图42  》。MiMo相关—方程与试验数据的比！较 【表18 Nc—。MiMo相关—方程与？试验数据的比—较 》 》。 ？。13.3.5 【 本条为新增条文】国内大学进行了主管！为向：内弯曲、向外弯【曲和无弯曲(直线状！)的圆管焊》接节点静力加载【对比试验共》15件节《点形式有平面—K形、空间TT形、！。KK形、《KTT形《同时应用有限元分】析方法？对节点进行》。了弹：塑性：分析考虑的节点参数！包括β变化范—围0.5～0—.8主管径》厚比2γ变化范围】3，6～50支管—与主管的厚》度比τ？。变化范围0.—。5～1.《0主管轴线弯—曲曲率半径R—变化范围5m～35！m以及轴线弯曲曲】率半径R与主管【直径d之比变化范】围12～110研究！表明无？论，主管轴线《向，内还是向外弯—。曲，以上各种形式的圆管！节点与直线状的【主，。。。管节点相比节点【受力性能没有大的】差，别节：点极限承载力相【差不超过5％ ！ 13.3【.6  本条为新增！条，文，圆管加强《。板的几何尺寸国外有！若干试验数》据发表国内大学补】充实施了新的试【验据此校验了有限元！模型采用《校验过的模型对【T形：连接的？极限承载力进行了数！值计算计算表明【当支：管受压时加》强板和主管分担支】管传递的内力但【。并非如此前文—献认为的那样可【以，。用加强板的》厚度加上主管壁厚代！入强度公式；—根据计算结果回【归分析采用》本标准图13.【2，.4(a)加强板】。的节点承载力是无加！强，时节点承载力的(0！。。.23τr1.【18β-0》.68？＋1：)倍其中τr是加】强板厚度与主管【壁厚：的比值计算也表【明当支管受拉时【由于主管对加强板】有，约束并非只有加强板！在起作用根据回【归分析用按本标准】图，13.2.4(【a)加？强板的？。节点承载《力是无加《。强时节点承载力的】1，.1：3τ：r0.？59倍 ！1，3.3？.7  本条为新】增条文近年来工【程，实践中出《现，了主：管为圆管、支—管为方矩《形管的情况但国内对！此研究不《多仅有少数几例【试验参考Eur【oc：ode3-1-8】的规定给出相—关计算公式》与国内大学的试验资！料相：比较见表19— ？ 表19— X形节点矩形【支管-圆形主管连接！节点公式计》算值与试验结—果的比较 【 【 ：13.3.8  为！防止焊缝先于—节点发？生破坏？故规定焊缝承—载力不？应小于节点承载力 ！ ？ 13.3.【9  ？本条为原规范第【10.3.2条的】。修改和补充非搭接】管连接焊《缝在轴力作》用下的强度计—算公式(13—.3.9-1)【～式(13.3.9！-3)沿《用原规范的有—关规：。定 ：   【  本标准关于【非，搭接管连接焊缝在】平面内与平面—外弯矩作用下的【强度计算《公式是采用》空间解析《几何原理《经数：。值计算与《回，归分析后提出的 】     ！钢管：节点关于x-o-】z平面对称根—据对称性原》理可取对称面一【侧结构？施加总荷载的一半】进行：研究如？图43(a)所示 ！。 ！ 图43  【焊缝截面的简化【 ？ 1《-焊缝？。；2-水平面；3】-焊缝截面；—4-弦杆外壁 【 》 ，   假设》焊缝截？面符：合平截面假》定钢管？相，贯节点中连》接主：管与支管《的焊缝截面实际为一！空间曲面建立空间坐！标，系x′y′z′[】图43(a)—]将焊缝曲》面投影至《x’oy《’平面并将平截面】假定不加证明地推】广至该焊《缝投影平面此—外还假定主管与【支管的连接》焊缝可视为全周【角焊缝进行抗弯【计，算角焊缝有效截面】的计算厚度he【为焊脚？尺寸：h，f，的70％ 【    —。 为：计算钢管《相贯节点焊缝截【面的几何《。特性将焊缝有效截】面的形成方式—假定如下焊》缝有效截面的内边缘！线即为主管与支管】外表面的相》贯线外边缘》线则由主管外表【面与半径为r1且】同支管共轴》线的圆柱《面相贯形成其中【r1＝d/2＋0】。.7hf《sinθ 】     当【T形节点焊》缝截面边缘相贯线】在x：′o：y′平面的投影【近似为椭圆时其平】面内：与平面外抗弯的【有效截面惯性矩【分别按式《(，64)与式》(6：5)计算 ！ 【   ？ 因此非搭接管【节点焊缝在》。平，面内与平面》外的抗弯截面模量分！别，为式(13》.，3.9-5)与式(！13.3.9-1】0)的形式 】 ？   ？ 经对所收集—的近：70：个管节点《的极限承载力、杆件！承载力、焊缝承载】力与：破坏模式的计算比】较，(如表20和表2】1所示？表中：。破，坏模式符《号含：义如下CL》D-主管塑》性；CPS-—主管冲剪《。；BY-支》管屈服；《CY-主管屈—服；：WF-焊缝》断裂；CC-主【管表面焊趾裂—纹，)可以保证静力【。荷载下？焊缝验？算公式的《适用性 【 表20 T、】Y形节？点平面外受弯实【测承载力与公式计算！值的比较 ！ ， ！ 表《2，1 T、Y形节点】平面内？受弯实测承载力与公！。式，计算值的比较 ！ 《 ： ： ？