目 录第8章 节点设计原理 1§8-1 节点设计的原则 1§8-2 次梁与主梁的连接节点 18.2.1 次梁与主梁铰接 18.2.2 次梁与主梁刚接 3§8-3 梁与柱的连接节点 38.3.1 梁与柱的铰接连接 48.3.2 梁与柱的刚性连接 58.3.3 梁与柱的半刚性连接 9§8-4 桁架与柱的连接节点 108.4.1 桁架与柱的铰接连接 108.4.2 桁架与柱的刚性连接 12§8-5 变截面柱的节点构造 13§8-6 柱脚节点 158.6.1 柱脚的形式与构造 158.6.2 轴心受压柱的柱脚计算 178.6.3 框架柱的柱脚计算 19§8-7 支座节点 288.7.1 支座节点的形式 288.7.2 支座节点的设计 30§8-8 干脆焊接管节点 308.8.1 干脆焊接管节点的构造形式 308.8.2 相贯焊缝的计算 328.8.3 干脆焊接管节点的承载力计算 33第8章 节点设计原理§8-1 节点设计的原则整个结构是由构件和节点（connection）构成的单个构件必需通过节点相连接，协同工作才能形成结构整体即使每个构件都能满意平安运用的要求，假如节点设计处理不恰当，连接节点的破坏，也常会引起整个结构的破坏。
可见，要使结构能够满意预定功能的要求，正确的节点设计与构件设计，两者具有同等的重要性由于连接节点受力状态较为困难，不易精确地分析其工作状态所以，在节点设计时应遵循下列基本原则：（1）连接节点应有明确的传力路途和牢靠的构造保证传力应匀称和分散，尽可能削减应力集中现象在节点设计过程中，一方面要依据节点构造的实际受力状况，选择合理的结构计算简图；另一方面节点构造要与结构的计算简图相一样避开因节点构造不恰当而变更结构或构件的受力状态，并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作状况2）便于制作、运输和安装节点构造设计是否恰当，对制作和安装影响很大节点设计便于施工，则施工效率高，成本降低；反之，则成本高，且工程质量不易保证所以应尽量简化节点构造3）经济合理要对设计、制作和施工安装等方面综合考虑后，确定最合适的方案在省工时与省材料之间选择最佳平衡尽可能削减节点类型，连接节点做到定型化、标准化各类节点的详细构造不尽相同，也很难同时满意上述各项原则总起来说，首先节点能够保证具有良好的承载实力，使结构或构件可以平安牢靠地工作；其次则是施工便利和经济合理§8-2 次梁与主梁的连接节点次梁与主梁的连接有铰接（hinged connection或simple framing connection）和刚接（fully restrained connection）两种。
若次梁按简支梁或连续梁计算，但在连接节点处只传递次梁的竖向支座反力，其连接为铰接若次梁按连续梁计算，连接节点除传递次梁的竖向支座反力外，还能同时传递次梁的端弯矩，其连接为刚接次梁与主梁的连接型式按其连接相对位置的不同，可分为叠接和平接两种 次梁与主梁铰接1．叠接叠接是把单跨次梁干脆放在主梁上，如图所示，并用焊缝或螺栓固定其相互间位置当次梁支座反力较大时，应在主梁支承次梁的位置设置支承加劲肋，以避开主梁腹板承受过大的局部压力主梁腹板横向加劲肋的间距要结合次梁的支承位置来确定 次梁与主梁的叠接（刚接） 主梁的中心垫板图 次梁与主梁的叠接（铰接）另一种叠接做法是次梁在主梁上连续通过，如图所示由于次梁本身是连续的，次梁支座弯矩可以干脆传递当次梁须要拼接时，拼接位置应选择在弯矩较小处当次梁荷载较大或主梁上翼缘较宽时，可在主梁支承次梁处设置焊于主梁中心的垫板，以保证次梁支座反力以集中力的形式传给主梁，避开主梁受扭作用（图8.2.3）这种连接的优点是构造简洁，次梁安装便利缺点是主次梁结构所占空间大，其运用常受到限制2．平接（a） （b） （c）图 次梁与主梁的平接（铰接）平接是将次梁连接在主梁的侧面（图），可以干脆连在主梁的加劲肋[图8.2.4（a）]、短角钢[图8.2.4（b）]和承托[图8.2.4（c）]上。
次梁顶面依据须要可以与主梁顶面相平，或比主梁顶面稍低平接可以降低结构高度，故在实际工程中应用较为广泛图（a）、（b）中的连接构造，需将次梁的翼缘局部切除考虑到连接处有肯定的约束作用，并非志向铰接，通常将次梁支座反力值加大（20~30）%进行连接计算当次梁的支座反力较大，用螺栓连接不能满意要求时，可采纳工地焊缝连接承受支座反力，此时螺栓仅起安装和临时固定位置的作用图（c）适用于次梁支座反力较大的状况支座反力全部由承托传递，支座反力引起的压力在承托上面按三角形分布，反力合力作用点位于承托顶板外边缘a/3处[图8.2.5（c）]次梁端部的腹板应实行适当的固定措施防止支座处截面的扭转 次梁与主梁刚接次梁与主梁刚接时，由于连接节点除传递次梁的竖向支反力外，还要传递次梁的梁端弯矩，当主梁两侧的次梁梁端弯矩相差较大时，会使主梁受扭，对主梁不利因此，只有当主梁两侧次梁的梁端弯矩差较小时，才采纳这种连接方式次梁与主梁的刚接常采纳平接形式此时，次梁连接在主梁的侧面，并与主梁刚接，两相邻次梁成为支承于主梁侧面的连续梁（图）为此，两跨次梁之间必需保证能够传递其支座弯矩图8.2.5（a）为采纳高强度螺栓连接图8.2.5（b）为次梁支承在主梁的承托上，采纳焊接连接。
由于次梁弯矩主要由其翼缘承受，所以在次梁翼缘上应设置连接盖板次梁支座负弯矩M可以分解为上翼缘拉力和下翼缘压力的力偶（h为次梁高度）计算时，次梁上、下翼缘与连接板的螺栓连接或焊接连接要满意承受N力的要求次梁的竖向支座反力R则通过螺栓传给主梁腹板加劲肋[图8.2.5（a）]，或干脆通过次梁梁端承压传给主梁的承托[图8.2.5（b）]次梁的竖向支座反力R在承托顶板上的作用位置可视为距承托外边缘处，承托顶板上的压力为三角形分布[图8.2.5（c）]a） （b） （c）图 次梁与主梁的平接（刚接）§8-3 梁与柱的连接节点梁与柱的连接一般可分为三类：其一，铰接连接，这种连接柱身只承受梁端的竖向剪力，梁与柱轴线间的夹角可以自由变更，节点的转动不受约束；其二，刚性连接，这种连接柱身在承受梁端竖向剪力的同时，还将承受梁端传递的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时保持不变；其三，半刚性连接（partially restrained connection），介于铰接连接和刚性连接之间，这种连接除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受肯定数量的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时将有所变更，但又受到肯定程度的约束。
在实际工程中，上述志向的刚性连接是很少存在的通常，按梁端弯矩与梁柱曲线相对转角之间的关系，确定梁与柱连接节点的类型当梁与柱的连接节点只能传递志向刚性连接弯矩的20%以下时，即可认为是铰接连接当梁与柱的连接节点能够承受志向刚性连接弯矩的90%以上时，即可认为是刚性连接半刚性连接的弯矩——转角关系较为困难，它随连接形式、构造细微环节的不同而异进行结构设计时，必需通过试验或其他方法供应较为精确的节点弯矩——转角关系设计部门很难办到，因此目前较少采纳半刚性连接节点 梁与柱的铰接连接1．梁支承于柱顶的铰接连接（a） （b） （c）图 梁支承于柱顶的铰接连接图为梁支承在柱顶的铰接构造梁的支座反力通过柱顶板传给柱身，顶板与柱身采纳焊缝连接每个梁端与柱采纳螺栓连接，使其位置固定在柱顶板上顶板厚度一般取16~20mm在图（a）中，梁端加劲肋对准柱的翼缘板，使梁的支座支力通过梁端加劲肋干脆传给柱的翼缘这种连接形式构造简洁，施工便利，适用于相邻梁的支座反力相等或差值较小的状况当两相邻梁支座反力不等且相差较大时（例如左跨梁有活荷载，右跨梁无活荷载），柱将产生较大的偏心弯矩。
设计时柱身除按轴心受压构件计算外，还应按压弯构件进行验算两相邻梁在调整、安装就位后，用连接板和螺栓在靠近梁下翼缘处连接起来在图（b）中，梁端采纳突缘支座，突缘板底部刨平（或铣平），与柱顶板干脆顶紧，梁的支座反力通过突缘板作用在柱身的轴线旁边这种连接即使两相邻梁支座反力不相等时，对柱所产生的偏心弯矩也很小，柱仍接近轴心受压状态梁的支座反力主要由柱的腹板来承受，所以柱腹板的厚度不能太薄在柱顶板之下的柱腹板上应设置一对加劲肋以加强腹板加劲肋与柱腹板的竖向焊缝连接要按同时传递剪力和弯矩计算，因此加劲肋要有足够的长度，以满意焊缝强度和应力匀称扩散的要求加劲肋与顶板的水平焊缝连接应按传力须要计算为了加强柱顶板的抗弯刚度，在柱顶板中心部位加焊一块垫板为了便于制造和安装，两相邻梁之间预留10~20mm间隙在靠近梁下翼缘处的梁支座突缘板间填以合适的填板，并用螺栓相连在图（c）为梁支承在格构式柱顶的铰接连接构造为了保证格构式柱两单肢受力匀称，不论是缀条式还是缀板式柱，在柱顶处应设置端缀板，并在两个单肢的腹板内侧中心处设置竖向隔板，使格构式柱在柱头一段变为实腹式这样，梁支承在格构式柱顶连接构造可与实腹式柱的同样处理。
2．梁支承于柱侧面的铰接连接（a） （b） 图 梁支承于柱侧面的铰接连接梁连接在柱的侧面上，在柱侧面设置承托，以支承梁的支座反力，其铰接构造如图所示当梁的支座反力不大时，可采纳如图（a）所示的连接构造梁端可不设支承加劲肋，干脆放在柱的承托上，用一般螺栓固定其位置梁端与柱侧面预留肯定间隙，在梁腹板靠近上翼缘处设一短角钢和柱身相连，以防止梁端向平面外方向产生偏移这种连接形式比较简洁，施工便利当梁的支座反力较大时，可采纳如图（b）所示的连接构造梁的支座反力由突缘板传给承托，承托一般用厚钢板制作，有时为了安装便利，也可采纳加劲后的角钢承托的厚度应比梁端突缘板的厚度大10~12mm，承托的宽度应比梁端突缘板的宽度大10mm承托与柱侧面用焊缝相连承托的顶面应刨平，和梁端突缘板顶紧并以局部承压传力考虑到梁端支座反力偏心的不利影响，承托与柱的连接焊缝按1.25倍梁端支座反力来计算为了便于安装，梁端与柱侧面应预留5~10mm的间隙，安装时加填板并设置构造螺栓，以固定梁的位置当两相邻梁的支座反力相差较大时，应考虑偏心影响，对柱身应按压弯构件进行验算 梁与柱的刚性连接（a） （b） （c）图 梁与柱的刚性连接框架梁与柱的连接节点做成刚性连接，可以增加框架的抗侧移刚度，减小框架横梁的跨中弯矩。
在多、高层框架中梁与柱的连接节点一般都是采纳刚性连接梁与柱节点的刚性连接就是要保证将梁端的弯矩和剪力可以有效地传给柱子图是梁与柱的刚性连接构造图图（a）所示为多层框架工字形梁和工字形柱全焊接刚性连接梁翼缘与柱翼缘采纳坡口对接焊缝连接为了便于梁翼缘处坡口焊缝的施焊和设置衬板，在梁腹板两端上、下角处各开r=30~35mm的半园孔梁翼缘焊缝承受由梁端弯矩产生的拉力和压力；梁腹板与柱翼缘采纳角焊缝连接以传递梁端剪力这种全焊接节点的优点是省工省料，缺点是梁须要现场定位、工地高空施焊，不便于施工。