门式刚架节点设计的几个技术要点

门钢节点设计是绘制施工图的前提。 熟悉节点设计的技术条件，可以更好地优化节点和绘制施工图。 本文主要介绍蒙港节点设计中的几个技术点。

1►节点模式

《门刚度规范》第10.2.2条提到，刚架预制构件之间的连接可采用高硬度螺钉端板连接。 目前方案提供了梁柱刚性连接、屋脊刚性连接、中间梁柱刚性连接等多种端板连接节点方式，如图1所示。其中，主梁和边柱包括垂直放置的端板、平坦的端板和倾斜的端板。 屋脊端板的连接方式有端板两侧的支腿筋和左侧的支腿筋。 主梁与中心柱的端板连接方式有端板竖放和端板平放。

图1 各种端板连接方式

2►高强度螺钉的估算方法

对于端板高硬度螺钉连接的力估算，软件提供了两种算法供用户选择，分别是：“1.中和轴位于受压主梁中心”和“2.中和轴位于压缩主梁中心”端板力偶”，如图2所示。

图2 高强度螺钉的估算方法

算法1假设中性轴位于受压主梁的中心[参考：陈少凡，门式刚架端板螺钉连接的硬度与挠度，钢结构，Vol.15No.47，2000年第1期]，使用该算法中，受压主梁的螺杆布置为至少两排。 估算时，假设受拉腹杆侧螺钉仅承受拉力，受压主梁侧螺钉仅承受弯矩，不考虑轴力的影响。 腹杆上的最上面两排螺钉承受的拉力相同。 若有反向剪切力，还需检查螺杆在原压力区域的伸长量是否符合要求。

最大拉力估计如下：

算法2假设中性轴位于端板质心，受拉腹杆和受压主梁螺钉对称布置，至少成两排。 估算时，所有螺钉均承受拉力和弯矩，不考虑轴向力的影响。

最大拉力估计如下：

上述颜色中：

从上述估计假设可以看出，两种算法假设的前提条件不同，会导致估计结果存在较大差异。 一般来说，根据算法1（中和轴位于压缩主梁中心）估计的高强度螺钉数量会比根据算法2（中和轴位于主梁质心）估计的高强度螺钉数量少得多。端板），分别如图3和图4所示。 是两种算法在同一节点上给出的设计结果。 图中算法1只有8个螺母，而算法2有12个螺丝。 但这并不意味着算法1的结果是错误的。 两种算法都有理论。 根据。

图3是根据受压主梁中心的中性轴设计的。

图4是根据端板质心处的中性轴设计的。

3►节点设计内力值

《门的刚度规范》第10.2.6条提到，端板连接应按最大内力和承受不超过较小连接断面承载力一半的能力进行设计钢结构节点板，取较大值两者应该被采取。 目前的程序也可以实现这个规范要求。 具体复选框如图5所示。

图5 蒙钢规范第10.2.6条及复选框

由于早期版本的程序并未实现这一规范，因此如果使用不同版本的程序来估计同一节点或者选中或不选中同一节点，则估计结果可能会存在较大差异。 图 6 和图 7 显示了同一节点执行和未执行时的结果。 从执行本规范的估算结果可以看出，执行本条款后，节点设计的内力值可能会变大，节点设计会变得更加安全和保守。

图6 10.2.6条未执行

图 7 执行门 10.2.6

4► 节点域偏转验证

《门江规范》第10.2.7条第5款要求，梁柱连接节点的挠度计算应符合相关要求。 该程序目前还可以检查节点域的偏转。 当验证计算不满足时钢结构节点板，程序将根据选择的强化方法手动进行。 加强处理，加强方式可选择安装斜臂加强筋、厚板更换和焊接加强板，其中斜臂加强筋是标准公式10.2.7-11中降低门刚度Ast（即斜臂加强筋）采用式10.2.7-12中的总横截面积）和Ie（即端板转动惯量）来改善刚架梁、柱的转动挠度，同时更换钢板和焊接加强板主要是减少式11中的式10.2.7-tp（即柱节点域主梁长度）和式10.2.7-12中的Ie（即端板转动惯量）用于改善刚架梁、柱的旋转挠度。 相关监管规定和具体程序复选框如图8所示。

图 8 节点域挠度计算规定和复选框

当某个节点的挠度计算不满足时，程序会根据用户指定的加固方法手动增加它。 图9为边柱、纵梁的节点域挠度计算及手工加固处理。

图9 节点域挠度计算及斜臂加强筋

5►柱脚预埋件抗剪

《门刚度规范》第10.2.15条第3款提到，当弯矩由无蹄梁的预埋件承受时，螺钉、垫板和底板应采用点焊。 柱底抗剪承载力可按预埋件抗剪承载力的0.6倍计算。 规范性条款和程序的具体复选框如图10所示。

图10 预埋件抗剪性能的标准规定和复选框

预埋件抗剪承载力估算公式是根据普通螺钉估算的，即

n为预埋件数量，Ae为预埋件有效截面积，fva为预埋件剪切硬度设计值。 具体数值参见《门刚性规范》表3.2.4-3。