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12，2,連接板節(jié)點(diǎn)12。2，1,本條基本沿用原規(guī)范第7、5 1條，連接節(jié)點(diǎn)處板件在拉。剪共同作用下的強(qiáng)度計(jì)算公式是根據(jù)我國對(duì)雙角鋼桿件桁架節(jié)點(diǎn)板的試驗(yàn)研究中擬合出來的,它同樣適用于連接節(jié)點(diǎn)處的其他板件 如本標(biāo)準(zhǔn)中圖12 2，1.試驗(yàn)的桁架節(jié)點(diǎn)板大多數(shù)是弦桿和腹桿均為雙角鋼的K形節(jié)點(diǎn),僅少數(shù)是豎桿為工字鋼的N形節(jié)點(diǎn)，抗拉試驗(yàn)共有6種不同形式的16個(gè)試件 所有試件的破壞特征均為沿最危險(xiǎn)的線段撕裂破壞。即圖17中的BA,AC CD面二折線撕裂，其中AB,CD與節(jié)點(diǎn)板的邊界線基本垂直。圖17,節(jié)點(diǎn)板受拉計(jì)算簡圖。本標(biāo)準(zhǔn)式 12.2,1,1 的推導(dǎo)過程如下,在圖17中，沿BACD撕裂線割取自由體，由于板內(nèi)塑性區(qū)的發(fā)展引起的應(yīng)力重分布。假定在破壞時(shí)撕裂面上各線段的應(yīng)力σ。i在線段內(nèi)均勻分布且平行于腹桿軸力，當(dāng)各撕裂段上的折算應(yīng)力同時(shí)達(dá)到抗拉強(qiáng)度fu時(shí),試件破壞 根據(jù)平衡條件并忽略很小的M和V、則。按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法、即，ηiAif，N、式中,f、節(jié)點(diǎn)板鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N mm2.N，斜腹桿的軸向內(nèi)力設(shè)計(jì)值 N。Ai，為第i段撕裂面的凈截面積,mm2、式。54 符合破壞機(jī)理。其計(jì)算值與試驗(yàn)值之比平均為87。5,略偏于安全且離散性較小。12 2。2?？紤]到桁架節(jié)點(diǎn)板的外形往往不規(guī)則 用本標(biāo)準(zhǔn)式，12，2,1。1.計(jì)算比較麻煩，加之一些受動(dòng)力荷載的桁架需要計(jì)算節(jié)點(diǎn)板的疲勞時(shí),該公式更不適用，故參照國外多數(shù)國家的經(jīng)驗(yàn) 建議對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)板可采用有效寬度法進(jìn)行承載力計(jì)算,所謂有效寬度即認(rèn)為腹桿軸力N將通過連接件在節(jié)點(diǎn)板內(nèi)按照某一個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散角度傳至連接件端部與N相垂直的一定寬度范圍內(nèi),該一定寬度即稱為有效寬度be.在試驗(yàn)研究中，假定be范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)板應(yīng)力達(dá)到fu 并令betfu.Nu.Nu為節(jié)點(diǎn)板破壞時(shí)的腹桿軸力、按此法擬合的結(jié)果.當(dāng)應(yīng)力擴(kuò)散角θ、27,時(shí)精確度最高 計(jì)算值與試驗(yàn)值的比值平均為98,9。當(dāng)θ，30 時(shí)此比值為106.8、考慮到國外多數(shù)國家對(duì)應(yīng)力擴(kuò)散角均取30、為與國際接軌且誤差較小、故亦建議取θ,30 有效寬度法計(jì)算簡單,概念清楚,適用于腹桿與節(jié)點(diǎn)板的多種連接情況、如側(cè)焊、圍焊和鉚釘。螺栓連接等。當(dāng)采用鋼釘或螺栓連接時(shí).be應(yīng)取為有效凈寬度 當(dāng)桁架弦桿或腹桿為T型鋼或雙板焊接T形截面時(shí) 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方式有所不同、節(jié)點(diǎn)內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)更加復(fù)雜、故本標(biāo)準(zhǔn)公式.12,2.1.和式，12，2、2.均不適用，用有效寬度法可以制作腹桿內(nèi)力N與節(jié)點(diǎn)板厚度t的關(guān)系表，我們先制作了N.t。b 表，反映了影響有效寬度的斜腹桿連接肢寬度b和側(cè)焊縫焊腳尺寸hf1。hf2的作用.因而該表比以往的N，t表更精確,但由于表形較復(fù)雜且參數(shù)b和hf的可變性較大.使用不便，為方便設(shè)計(jì)、便在N t。b,表的基礎(chǔ)上按不同參數(shù)組合下的最不利情況整理出N.t包絡(luò)圖、表12。使該表具有較充分的依據(jù)。而且在常用不同參數(shù)b。hf下亦是安全的。表12.單壁式桁架節(jié)點(diǎn)板厚度選用、表12的適用范圍為。1。適用于焊接桁架的節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度驗(yàn)算.節(jié)點(diǎn)板鋼材為Q235。焊條E43 2。節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角應(yīng)不小于30,3，節(jié)點(diǎn)板與腹桿周側(cè)焊縫連接 當(dāng)采用圍焊時(shí),節(jié)點(diǎn)板的厚度應(yīng)通過計(jì)算確定.4.對(duì)有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，當(dāng)c t、15εk時(shí)。可不驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定,對(duì)無豎桿的節(jié)點(diǎn)板、當(dāng)c,t 10εk時(shí)，可將受壓腹桿的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1，25后再查表求節(jié)點(diǎn)飯厚度 此時(shí)亦可不驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)極的穩(wěn)定.式中c為受壓腹桿連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向至弦桿的凈距離 對(duì)于表12中的單壁式桁架節(jié)點(diǎn).支座節(jié)點(diǎn)板的厚度宜較中間節(jié)點(diǎn)板增加2mm,12、2,3，參照國外研究資料。補(bǔ)充了凈截面計(jì)算時(shí)孔徑扣除尺寸要求和修改了多排螺栓時(shí)應(yīng)力擴(kuò)散角的取值,本條為桁架節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定計(jì)算要求、1、共做了8個(gè)節(jié)點(diǎn)板在受壓斜腹桿作用下的試驗(yàn) 其中有無豎腹桿的各4個(gè)試件、試驗(yàn)表明、1 當(dāng)節(jié)點(diǎn)板自由邊長度lf與其厚度t之比lf、t,60εk時(shí) 節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定性很差。將很快失穩(wěn)，故此時(shí)應(yīng)沿自由邊加勁.2。有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板或lf.t.60εk的無豎腹桿節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿壓力作用下.失穩(wěn)均呈BA AC CD三折線屈折破壞。其屈折線的位置和方向.均與受拉時(shí)的撕裂線類同,3、節(jié)點(diǎn)板的抗壓性能取決于c，t的大小、c為受壓斜腹桿連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向至弦桿的凈距。t為節(jié)點(diǎn)板厚度 在一般情況下，c。t愈大,穩(wěn)定承載力愈低，對(duì)有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板。當(dāng)c，t、15εk時(shí)，節(jié)點(diǎn)板的抗壓極限承載力NR c與抗拉極限承載力NR.t大致相等,破壞的安全度相同,故此時(shí)可不進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算，當(dāng)c,t 15εk時(shí) NR c。NR,t，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)附錄F的近似法驗(yàn)算穩(wěn)定，當(dāng)c。t 22εk時(shí).近似法算出的計(jì)算值將大于試驗(yàn)值 不安全。故規(guī)定c。t、22εk,對(duì)無豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板 NR，c,NR.t 故一般都應(yīng)該驗(yàn)算穩(wěn)定.當(dāng)c，t 17，5εk時(shí) 節(jié)點(diǎn)板用近似法的計(jì)算值將大于試驗(yàn)值 不安全、故規(guī)定c、t、17 5εk，4、lf，t,60εk的無豎腹桿節(jié)點(diǎn)板沿自由邊加勁后、在受壓斜腹桿作用下,節(jié)點(diǎn)板呈BA AC兩折線屈折。這是由于CD區(qū)因加勁加強(qiáng)后、穩(wěn)定承載力有較大提高所致、但此時(shí)NR，c。NR，t.故仍需驗(yàn)算穩(wěn)定.不過僅需驗(yàn)算BA區(qū)和AC區(qū)而不必驗(yàn)算CD區(qū)而已,2。本標(biāo)準(zhǔn)附錄F所列桁架節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿軸壓力作用下的穩(wěn)定計(jì)算公式是根據(jù)8個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果擬合出來的,根據(jù)破壞特征，節(jié)點(diǎn)板失穩(wěn)時(shí)的屈折線主要是BA AC。CD三折線形 見本標(biāo)準(zhǔn)附錄G圖G.0.1.為計(jì)算方便且與實(shí)際情況基本相符，假定BA平行于弦桿 CD.BA，從試驗(yàn)可知,在斜腹桿軸壓力N作用下.節(jié)點(diǎn)板內(nèi)存在三個(gè)受壓區(qū).即BA區(qū)，F(xiàn)BGHA板件 AC區(qū),AIJC板件,和CD區(qū)、CKMP板件。當(dāng)其中某一個(gè)受壓區(qū)先失穩(wěn)后,其他各區(qū)立即相繼失穩(wěn) 因此有必要對(duì)三個(gè)區(qū)分別進(jìn)行驗(yàn)算,其中AC區(qū)往往起控制作用。計(jì)算時(shí)要先將腹桿軸壓力N分解為三個(gè)平行分力各自作用于三個(gè)受壓區(qū)屈折線的中點(diǎn)，平行分力的分配比例假定為各屈折線段在有效寬度線、在本標(biāo)準(zhǔn)附錄G圖G，0，1中為AC的延長線,上投影長度bi與，bi的比值 然后再將此平行分力分解為垂直于各屈折線的力Ni、Ni應(yīng)小于或等于各受壓區(qū)板件的穩(wěn)定承載力、而受壓區(qū)板件則可假定為寬度等于屈折線長度的鋼板、按軸壓構(gòu)件計(jì)算其穩(wěn)定承載力。銅板長度取為板件的中線長度ci、計(jì)算長度系數(shù)經(jīng)擬合后取為0、8.長細(xì)比。這樣各受壓板區(qū)穩(wěn)定驗(yàn)算的表達(dá)式為 其中l(wèi)1，l2。l3分別為各區(qū)屈折線BA,AC，CD的長度 b1、b2。b3為各屈折線在有效寬度線上的投影長度、t為板厚、φi為各受壓板區(qū)的軸壓穩(wěn)定系數(shù).按λi計(jì)算，對(duì)lf.t，60εk且沿自由邊加勁的無豎腹桿節(jié)點(diǎn)板失穩(wěn)時(shí),一般呈BA,AC兩屈折線屈曲.顯然 在CD區(qū)因加勁后其穩(wěn)定承載力大為提高,已不起控制作用.故只需用上述方法驗(yàn)算BA區(qū)和AC區(qū)的穩(wěn)定、用上述擬合的近似法計(jì)算穩(wěn)定的結(jié)果表明,試件的極限承載力計(jì)算值NcR。c，與試驗(yàn)值N0R.c之比平均為85.計(jì)算值偏于安全.3，為了盡量縮小穩(wěn)定計(jì)算的范圍 對(duì)于無豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，我們利用國家標(biāo)準(zhǔn)圖集.梯形鋼屋架,05G511和.鋼托架、05G513中的16個(gè)節(jié)點(diǎn)、用同一根斜腹桿對(duì)節(jié)點(diǎn)板做穩(wěn)定和強(qiáng)度計(jì)算、并進(jìn)行對(duì)比以達(dá)到用強(qiáng)度計(jì)算的方法來代替穩(wěn)定計(jì)算的目的、對(duì)比結(jié)果表明、當(dāng)c、t，10εk時(shí).大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的Ncc大于0，9Nct.Ncc.Nct為節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定和強(qiáng)度計(jì)算承載力.僅少數(shù)節(jié)點(diǎn)的Ncc 0。83，0.9、Nct、此時(shí)的斜腹桿傾角θ1大多接近60 這說明θ1的大小對(duì)穩(wěn)定承載力的影響較大、因?yàn)閺?qiáng)度計(jì)算時(shí)的有效寬度be AC，lf1 lf2。tan30 而穩(wěn)定計(jì)算中假定斜腹桿軸壓力N分配的有效寬度.bi、b。e。AC，lf1，lf2,sinθ1cosθ1，式中l(wèi)f1 lf2為斜腹桿兩側(cè)角焊縫的長度 當(dāng)θ1.60，或30。時(shí)、sinθ1cosθ1。0.433 與tan30。0，577、相差最大 此時(shí)的穩(wěn)定計(jì)算承載力亦最低.設(shè)AC，k。lf1、lf2。經(jīng)統(tǒng)計(jì).k、0，356.因此當(dāng)θ1。60 或30，時(shí)的b e。be值分別為 因此對(duì)無豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板,當(dāng)c，t,10εk且30,θ1，60,時(shí),可將按強(qiáng)度計(jì)算，公式、54。的節(jié)點(diǎn)板抗力乘以折減系數(shù)0，784作為穩(wěn)定承載力,考慮到穩(wěn)定計(jì)算公式偏安全近15.故可將折減系數(shù)取為0,8,0。8，0.784,1 020。以方便計(jì)算,當(dāng)然，必要時(shí)亦可專門進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算,若c t，10εk時(shí) 則應(yīng)按近似公式計(jì)算穩(wěn)定。12.2.5 本條為新增條文。根據(jù)試驗(yàn)研究，在節(jié)點(diǎn)板板件。或梁翼緣.拉力作用下.柱翼緣有如兩塊受線荷載作用的三邊嵌固板ABCD,A。B。C、D，見圖18 拉力在柱翼緣板的影響長度為p，12tc.每塊板所能承受的拉力可近似取為3、5fyct2fc，兩嵌固邊之間CC,范圍的受拉板，或梁翼緣.屈服,因此板件.或梁翼緣 傳來拉力平衡式為、圖18。柱翼緣受力示意1、荷載,T 拉力,P,影響長度,式。58、即是歐洲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范EC3 Design,of。steel。structuresEurocode、3，BS.EN1993.1,8,2005。中采用的板件或工字形，H形截面梁的翼緣與工字形，H形截面的未設(shè)水平加勁肋的柱相連，形成T形接合時(shí).板件或梁的翼緣的有效寬度計(jì)算公式 考慮到柱翼緣中間和兩側(cè)部分剛度不同，難以充分發(fā)揮共同作用.翼緣承擔(dān)的部分應(yīng)有所折減。為安全起見.同時(shí)與本標(biāo)準(zhǔn)第12、3，4條翼緣受拉情況公式建立條件,考慮了0 8折減系數(shù)，協(xié)調(diào),系數(shù)7改為5.這樣與按有限元模擬加載試驗(yàn)所得結(jié)果較為接近.12.2,6。本條沿用原規(guī)范第8。4.6條、第8,2。11條。取消了角鋼的L形圍焊，在桁架節(jié)點(diǎn)處各相互桿件連接焊縫之間宜留有一定的凈距、以利施焊且改善焊縫附近鋼材的抗脆斷性能、本條根據(jù)我國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)處相鄰焊縫之間的最小凈距作出了具體規(guī)定、管結(jié)構(gòu)相貫連接節(jié)點(diǎn)處的焊縫連接另有較詳細(xì)的規(guī)定 見本標(biāo)準(zhǔn)第13,2節(jié).故不受此限制、圍焊中有端焊縫和側(cè)焊縫，端焊縫的剛度較大 彈性模量E，1，5 106.而側(cè)焊縫的剛度較小.E 0.7,1，106,所以在彈性工作階段，端焊縫的實(shí)際負(fù)擔(dān)要高于側(cè)焊縫、但圍焊試驗(yàn)中.在靜力荷載作用下、屆臨塑性階段時(shí),應(yīng)力漸趨于平均 其破壞強(qiáng)度與僅有側(cè)焊縫時(shí)差不多 但其破壞較為突然且塑性變形較小 此外,從國內(nèi)外幾個(gè)單位所做的動(dòng)力試驗(yàn)證明 就焊縫本身來說圍焊比側(cè)焊的疲勞強(qiáng)度高、國內(nèi)某些單位曾在桁架的加固中使用了圍焊。效果亦較好。但從.焊接桁架式鋼吊車梁下弦及腹桿的疲勞性能 的研究報(bào)告中 認(rèn)為當(dāng)腹桿端部采用圍焊時(shí)，對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)板受力不利、節(jié)點(diǎn)板有開裂現(xiàn)象、故建議在直接承受動(dòng)力荷載的桁架腹桿中，節(jié)點(diǎn)板應(yīng)適當(dāng)加大或加厚.鑒于上述情況。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,宜采用兩面?zhèn)群?。也可用三面圍焊。圍焊的轉(zhuǎn)角處是連接的重要部位,如在此處熄火或起落弧會(huì)加劇應(yīng)力集中的影響.故規(guī)定在轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊.