第二节 连接节点的设计和构造

第9.2.1条

幕墙构件与钢框架的连接节点,应具备承重、固定和可动三种功能。三种功能可分别设置三种节点,必要时也可由一个节点同时具备固定和承重两种功能。典型构造举例见表9.2.1 。

承重点主要承受幕墙的竖向荷载,并且具有调整标高的功能。固定节点的作用是将幕墙固定在主体结构上,主要承受侧向荷载和平面外荷载,节点受力复杂。可动节点是能适应较大层间变位的主体结构与幕墙构件连接的一种特殊节点,当主体结构产生层间变位时,可动节点能吸收设计允许的层间随动变位。综上所述,在水平荷载下,幕墙构件与钢框架连接的可靠性,将由节点连接强度和随动变位功能双重控制。

表9.2.1

连接方式举例

构成

名称

实际随动性

固定度

连接方式

原理图

板式

滑动式(与梁底部连接)

水平移动

上部长圆孔

下部铰接

螺栓连接

续表

构成

名称

实际随动性

固定度

连接方式

原理图

板式

转动式

旋转

上部长圆孔

下部长圆孔

螺栓连接暗销

※注:

△──支座;○──铰接;→──长圆孔连接;──允许向上位移的支座

 

第9.2.2条

由于幕墙构件仅通过节点的紧固件和连接件与钢框架连接,因此应采用延性好的钢材作紧固件和连接件,以避免出现突然的脆性破坏。

 

第9.2.3条

本条所列为幕墙的常遇荷载,若工程中还需考虑特殊荷载,宜按实际情况采用。

 

第9.2.4条

本条所列幕墙构件风荷载,与现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》 (JGJ 102) 所采用的一致。

 

第9.2.5条

本条与第四章第三节相比,补充了平面外水平地震作用。这是根据幕墙节点受力特点补充的。

 

第9.2.6条

本条是考虑幕墙热胀相碰引起的附加作用力,若使,就可消除温度应力的影响。从连接点看,还要考虑由于幕墙和钢结构的材料热胀系数不同引起的内力。

 

第9.2.7条

本条规定取自本规程第 5.4.1 条,温度效应取值参考了国外资料。不考虑平面内和平面外地震作用同时出现,是参考国外的设计规定提出的。

 

第9.2.8条

连接节点设计,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》 (GBJ 17) 的规定。本条规定了紧固件的设计内力要乘以不小于 2.5 的增大系数,是参考美国 UBC 关于连接墙板与主体结构的紧固件应有不小安全系数等于 4 的规定,结合我国的设计规定提出的。

 

第9.2.9条

与现行国家标准《钢结构设计规范》 (GBJ 17)的规定一致。

 

第9.2.10条

螺栓、角钢的最小构造尺寸,系综合国内外若干高层钢结构工程中幕墙与连接件的构造,并参考国外资料提出的。

 

第9.2.11~9.2.15条

这五条都是可动节点的构造措施。可动节点示意图见规程图 9.2.11 ,其位置举例可参见表 9.2.1 。由于我国高层钢结构是 80 年代才开始发展的,关于可动节点的构造措施,积累的经验和资料不多,本规程列出的构造措施,是在汇集我们已有经验的基础上,参考了国外经验 ( 主要是日本的资料 ) 提出的。这些构造措施的目的是:

(1) 使可动节点在设计相对变位值范围内具有良好的位移性能。为了减少相对运动时的摩擦力,在可动节点部位设置了滑移垫片。垫片一般为 1mm 厚薄片,可采用聚四氟乙烯、氟化树脂、不锈钢等材料。为适应水平滑移或转动需要,在连接铁件上开设长圆孔,其长向孔径可按第9.2.12 和 9.2.13 条的要求确定。

(2)是为了便于安装和控制安装正确度。在连接铁件上开设大孔径的连接孔,在长圆孔的长向孔径中考虑了施工误差,都为便于安装创造条件,又可能吸收一定的施工误差。但安装时,预埋螺栓必需尽量位于长孔径的中心位置,施工的尺寸误差必须小于允许误差,否则将影响可动节点的变位性能,严重的甚至可能在层间变位小于层高的 1/150 时,连接点破坏,使幕墙脱落。