13.4.2 按公式(13.4.3-2)验算承载力 搭接率从25％增至50％的过程中 1)当为间隙KT形节点时 v 本条为原规范第10.3.4条的修改和补充 2 承载力线性增长 2)对支管受压的T 但从结构连续性以及产生较少其他影响角度考虑 3 按K形节点计算 2-被搭接支管 根据已有K形间隙节点的研究成果 只考虑加强板的作用 ＋h 本节规定适用于直接焊接且主管为矩形管 α 2 按式(13.4.2-3)或式(13.4.2-4)计算 13.4.5 支管为方(矩)形管时 在50°～60°间跟部焊缝从全部有效过渡到全部无效 矩形管直接焊接平面节点 2 式中 从50％至80％ 如果间隙尺寸过大 ——主管强度设计值 ) i 和h k 可按下式计算 1 α——参数 主管连接面使用加强板加强的节点 当β＞0.85时 应按式(13.4.2-20)计算 R 支管为矩形管的平面T 进行节点加强是一个可行的方法 ui 以屈服应力f 无加劲直接焊接的T形方管节点 80％以上 i 方(矩)形管节点处焊缝承载力不应小于节点承载力 N 当桁架中个别节点承载力不能满足要求时 i ——椭圆相交线的长半轴(mm) 对于间隙K ——支管轴线与主管轴线的交角 主管为矩形管 根据β进行线性插值 应按式(13.4.2-19)计算(mm 支管在节点处的承载力设计值N 式(13.4.3-3) 节点承载力应按下列规定计算 ＋b 对于间隙K 13.4.1 的计算应符合下列规定 支管沿周边与主管相焊时 式中 ——焊缝的计算长度 应按式(13.4.2-1) (支管为圆管时α＝0) 支管为矩形管或圆管的节点几何参数适用范围 ) n 2 1)对于有间隙的K形和N形节点 i 本条部分沿用原规范第10.3.2条第2款 当支管承受轴力时 v N形节点 ) 这通常发生在β＜0.85的节点中 应按下列公式计算 应满足式(13.4.2-29)与式(13.4.2-30)的要求 针对β≤0.85的T形方管节点 代入修订后的公式所得结果与试验结果的比值作为统计值 但其中考虑轴压力影响的系数ψ 当β (13.4.3-4)源于考虑轴压力影响的塑性铰线模型的推导结果 按下列公式计算(下标j表示被搭接支管) 本条基本沿用原规范第10.3.4条的相关规定 当支管承受弯矩作用时 此外 A——主管横截面面积(mm 13.4.5 1)当β≤0.85时 Y和X形节点 其适用范围应符合表13.4.1的要求 v V——节点间隙处弦杆所受的剪力 w 另外两个侧壁承担的荷载较少 尚应不超过式(13.4.2-11)的计算值 1 而按国外的公式计算 对于X形节点 式(13.4.2-5)比国外相关公式多考虑了主管轴向应力影响的系数ψ n e 可以不考虑其对节点承载力的影响 v 则为经验公式 i f 主管与支管相连一侧采用加强板[图13.2.4(b)] k A 当支管与主管夹角大于60°时 当θ 2 取为2h(t＋t 2 采用了CIDECT建议的设计方法 其余为新增条文 C 这与主管侧壁的实际约束情况及试验结果吻合的更好 连接焊缝的计算应符合下列规定 M 尽管有些区域焊缝可能不是全部有效的 l 可以采用主管与支管相连一侧采用加强板的方式加强节点 ——角焊缝计算厚度 * ui 1 精度远高于国外公式 u1 Y和X形节点 φ——长细比按式(13.4.2-10)确定的轴心受压构件的稳定系数 对于侧板加强的T 受拉时取n＝0 13.4 1)当β≤0.85时 图13.4.2 可用本标准第13.4.2条中相应的计算主管侧壁承载力的公式计算 支管为圆管的各种形式平面节点 式中 f C——参数 无加劲直接焊接的平面节点 焊缝承载力设计值N 当β≤0.85且n≤0.6时 T形节点是Y形节点的特殊情况 u1 27个试验的平均值为0.830 KT形节点的计算是本标准新增条文 节点分解成单独的T形或Y形节点计算 需按公式(13.4.2-13)验算节点抗冲剪的承载能力 ψ )/(6b) 本条为新增条文 2 1 承载力为常数 X和K形间隙方管节点[图13.2.4(c)] 按式(13.4.2-22)计算 则假设垂直支管不存在 M f 与国外规范取值相比 b 这时用t 1)对支管受拉的T n——参数 当存在受拉的支管时 支管为圆管的T 2 支管跟部的焊缝可以认为是无效的 ——支管钢材抗拉 1 * 采用局部加强的方(矩)形管节点时 W ) 因此f 规定了直接焊接且主管为矩形管 ov 2)当为搭接KT形方管节点时 的计算应符合下列规定 ＋b 支管为矩形管的平面KT形节点 ——支管截面模量(mm 5 3 h 的取值上考虑了一个1.25的安全系数(受压情况) 主管表面也存在冲剪破坏的可能 a 并将计算结果乘以π/4 需按公式(13.4.2-11)计算“有效宽度”失效模式控制的承载力 A 3 主管侧壁变形较T形节点大很多 0 此时 此时用t＋t 2)当β＝1.0时 KT形节点受荷情况 可为零) 当n≤0.6时 ＜60°时 建议沿支管四周采用同样强度的焊缝 图13.4.1 支管为矩形管或圆管的平面节点承载力计算公式适用的节点几何参数范围 2 倍 y p 与有限元分析结果吻合的更好 4 ——主管的受剪面积 搭接节点最小搭接率为25％ w 图13.4.2(b)所示受荷情况(P为节点横向荷载 K及N形节点时 对于所有β≥0.85的节点 公式(13.4.2-16)和(13.4.2-21)计算主管在节点间隙处的受剪承载力 13.4.4 对于图13.4.2(a) 矩形钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算 13.4 ) 13.4.3 k 1-搭接支管 θ 轴心受力支管与主管的连接焊缝可视为全周角焊缝 式中m 支管为矩形管的有间隙的平面K形和N形节点 p 其方差为0.111 f 13.4.2 u1 可采用侧板加强方式 符合有限元分析和试验结果 ＝tf p /cosθ 公式(13.4.2-15)计算主管壁面塑性失效承载力 Y和X形节点 3 对于主管侧壁失稳起控制作用的节点 采用有效宽度概念计算搭接节点的承载力 3 ) ) ＋h 由于主管表面冲剪破坏面应在支管外侧与主管壁内侧 ——主管钢材抗剪强度设计值(N/mm l f p ≤0.8时可应用下式进行加强板的设计 ) β≤0.85的节点承载力主要取决于主管表面形成的塑性铰线状况 矩形钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算 按式(13.4.3-5)计算 式中 代替侧壁厚t 式(13.4.2-5)或式(13.4.2-6)所计算的值 2 f n 当支管为圆管时 按插值法确定 在塑性铰线模型中 2)当β＞0.85时 间隙值取为两根受力较大且力的符号相反(拉或压)的腹杆间的最大间隙 在f 式中 根据国内大学研究成果并结合国外资料 按式(13.4.3-7)计算(mm) 代替主管设计强度f 13.4.1 若垂直支管内力为零 在原规范的基础上 相当于将计算长度减少了一倍 应按下式计算 应按本条第2款的规定计算(N) 3 而不考虑主管壁面 支管在节点加强处的承载力设计值应按下列规定计算 2 代替t 2 与国外相关公式比较 如果主管连接面塑性破坏模式起控制作用 按式(13.4.4-2)计算 支管荷载主要由平行主管的支管侧壁承担 本条为新增条文 13.4.3 1)节点处任一支管的承载力设计值应取下列各式的较小值 i b 按式(13.4.3-2)验算 本条第1款第1项针对主管与支管相连一面发生弯曲塑性破坏的模式 计算支管有效宽度时应注意支管搭接次序 2)节点间隙处的主管轴心受力承载力设计值为 X 考虑轴向压应力的影响 p 得到倾斜塑性铰线承载力为 进而根据虚功原理得到考虑轴向压力影响的在支管轴力或弯矩作用下的节点承载力公式 σ——节点两侧主管轴心压应力的较大绝对值(N/mm 焊缝计算长度应按下列公式计算 这两个值分别为0.531和0.195 弯矩及弯矩轴力组合作用下T形矩形管节点承载力设计公式 式中 公式(13.4.2-18)计算主管抗冲剪承载力 可按任一支管的竖向分力计算(N) 支管为矩形管或圆管的钢管节点(图13.4.1) 用加强板设计强度f 的取值减少到T形节点的0.81sinθ 3)当0.85＜β＜1.0时 0 13.4.4 两支管间的主管表面不形成或形成较弱的张拉场作用 p u1 并可用于β＝1.0的节点 承载力为另一较高常数 按本条第2款或第3款计算(mm) ui ——参数 支管在节点处的承载力可用上述相应的支管为矩形管的节点的承载力公式计算 式中 n 公式(13.4.2-1)来源于塑性铰线模型 按本标准第13.4.2条中的相关规定计算 增加了KT形矩形管节点的承载力设计公式 e Y p 则两支管间产生错动变形时 替代b ——支管在节点处的轴心受压承载力设计值 ψ 可采用搭接K形和N形节点的承载力公式检验每一根支管的承载力 尚应验算主管侧壁的受剪承载力 (mm) ——腹杆翼缘的有效宽度 按式(13.4.3-1)验算 角焊缝的计算长度可按下列公式计算 y 承载力计算中λ取为 式中 因此进行冲剪承载力验算的上限为β＝1—2t/b 支管在节点处的承载力设计值N 没有突变 当β≤0.85时 搭接支管的承载力设计值应根据不同的搭接率η 当50°＜θ 支管为矩形管的搭接的平面K形和N形节点 此外 f 满足a/b＞1.5(1—β) 平均计算厚度可取0.7h ——加强板强度设计值(N/mm ＋h i 直接焊接的方(矩)形管节点中 ) Y ——剪力对主管轴心承载力的影响系数 按式(13.4.2-7)～式(13.4.2-9)计算(N/mm 按下式计算 按式(13.4.2-2)计算 应按本条第3款的规定计算(N·mm) /4 ——椭圆相交线的短半轴(mm) w 抗压和抗弯强度设计值(N/mm 可通过对K形和N形节点的承载力公式进行修正来计算 公式(13.4.2-17)依据有效宽度计算支管承载力 当β≤0.85且n＞0.6时 支管在节点处的承载力设计值不得小于其轴心力设计值 式中 当n＞0.6或β＞0.85时 1 N 第2项针对主管侧壁破坏的模式 p ——角焊缝的强度设计值(N/mm 表13.4.1 N形节点 支管在节点处的承载力设计值应按下列公式计算 i ) i 当支管按仅承受轴心力的构件设计时 ——圆支管半径(mm) 1 若垂直支管内力不为零 ＜90°且h≥h 2 f ——参数 2 此时β≤(b i i 按公式(13.4.3-1)验算其承载力 2 按式(13.4.3-2)验算 β＝1.0的节点主要发生主管侧壁失稳破坏 根据压弯组合作用下T形矩形管节点有限元分析结果 式中 ——支管在节点处的受弯承载力设计值 这时需用D 时 可按本标准第13.4.2条中相应的公式计算承载力 3)对K形间隙节点 支管在节点处的承载力设计值N 经与收集到的国外27个试验结果和国内大学5个主管截面高宽比h/b≥2的等宽T形节点的有限元分析结果相比