《高等钢结构原理》
系（所）：建筑工程系
学 号：1432055
姓 名：焦 联 洪
培养层次：专业硕士
选做题目：第一题
2014年12月24日
01[1.0] 梁柱节点如图01 示。设梁柱钢材均为Q345，hb×bb×tfb×twb =500×250×20×12（h 表示截面全高，下标b 表示beam,f 表示flange，w表示web），hc×bc×tfc×twc = 400×350×22×14（下标c 表示column）。不考虑梁端剪力对连接的影响。问： （1）设图示连接中柱身未设加劲肋的情况。假定翼缘采用一级对接焊缝、腹板采用焊脚尺寸hf=14mm 草原生态保护补助奖励机制管理信息系统的双面角焊缝。则保证该连接不失效，梁端作用的弯矩设计值最大为多少？ （2）设在梁上下翼缘对应位置柱子有横向加劲肋的情况。加劲肋厚度为20mm，宽度为120mm。倘梁端弯矩达到其截面全塑形弯矩，计算该节点承载能力是否满足强度要求。 （3）如腹板改为摩擦型高强度螺栓连接，试选择螺栓级别、直径、排列等。设梁端弯矩达到其在边缘屈服弯矩值。
梁截面尺寸 柱截面尺寸
(1)对于母材为Q345钢，一级对接焊缝的强度设计值为，角焊缝的强度设计值。
翼缘采用一级对接焊缝、腹板双面角焊缝，为保证该连接不失效，应以角焊缝的强度来作为控制强度(即角焊缝边缘达到强度设计值连接失效)。
考虑梁腹板两侧的开孔：
由得
带入参数连接承载能力为：
H李庆善 标本形钢柱受压时的强度和稳定计算。由柱子腹板厚度控制，根据钢结构设计规范式有：
受拉时的强度计算，由柱子翼缘板厚度控制：
带入参数有：
H形钢柱受压
强度：，不满足强度要求。
通过反算可得粱受压翼缘的最大应力为：
稳定： ，满足稳定要求。
H形钢柱受拉：
不满足强度要求。
焦亚硫酸钠通过反算可得粱受拉翼缘的最大应力为：
综上所述M设计最大值取：
（当不考虑腹板切口时连接的承载力）
带入参数连接承载能力为：
所以腹板上开切口时连接的承载能力大于腹板完整时的承载能力。
(2)H形钢柱受压时的强度和稳定计算。
由柱子腹板厚度控制，根据钢结构设计规范式有：
受拉时的强度计算，由柱子翼缘板厚度控制：
带入参数有：
H形钢柱受压
强度：，不满足强度要求。
稳定： ，满足稳定要求。
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H形钢柱受拉：
不满足强度要求。
结晶氯化铝
综上考虑在柱腹板与粱翼缘对应位置应该设置加劲肋：
题中假设梁端弯矩达到其截面全塑形弯矩：
梁腹板抵抗矩：
梁翼缘抵抗矩：
梁的总抵抗矩：
在柱腹板与粱翼缘对应位置应该设置加劲肋后，在梁、柱连接处形成一个节点域。节点域的破坏形式：剪切屈服（变形）或失稳。
柱身设加劲肋的节点，抗剪强度根据钢结构设计规范规定：
对于H型柱截面，节点域腹板的体积：
腹板弹塑性局部稳定要求：
带入参数有：
柱身设加劲肋的节点域抗剪强度：
节点域抗剪强度不满足要求。
腹板弹塑性局部稳定：
,腹板局部稳定满足要求。
讨论：由于腹板的抗剪强度不满足要求，所以采用在H柱的腹板两侧各加上一块斜向加劲肋，根据GB50017—2003第7.4.3条第4款的规定:“当采用斜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”，将有斜加劲肋的节点域等效为一个“桁架+板”的计算模型,如下图所示,其中桁架由节点域斜加劲肋与节点域边界即柱翼缘和横向加劲肋共同构成,板就是节点域的柱腹板。斜向加劲肋的厚度与横向加劲肋相同，宽度为150mm，即，。
桁架+板模型 梁、柱腹板模型
桁架的竖杆由柱翼缘构成,水平弦杆由节点域横向加劲肋构成,斜腹杆就是节点域的斜加劲肋,经过对计算数据进行总结,参与工作的斜加劲肋宽度以不超过20倍斜加劲肋厚度为宜。节点域承受的剪力由两部分组成,一部分由桁架承担，另一部分由腹板承担。腹板承担的剪力V2与CECS102:2002,JGJ 99—98和规范GB50017—20032008扣篮大赛中确定的无斜加劲肋节点域所能承受的剪力在形式上是一致的。
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