钢结构节点组件校核（CSA）

板件上计算得到的等效应力（HMH，冯·米塞斯）和主应变。当双线性材料图中达到屈服强度（乘以结构钢抗力系数 ϕ = 0.9，该值可在规范设置中修改）时，将对等效塑性应变进行校核。Eurocode（EN1993-1-5 附录 C，第 C8 条，注释 1）建议限值为 5 %，该值可在规范设置中修改，但验证均基于推荐值进行。

板单元沿厚度方向划分为五层，分别对每层的弹性/塑性行为进行分析。程序显示所有层中的最不利结果。CBFEM（基于组件的有限元模型）方法计算得到的应力可能略高于屈服强度。原因在于分析中所用应力-应变图塑性段存在轻微斜率，这是为了提高相互作用计算的稳定性。这对实际设计不构成问题。等效塑性应变在更高应力下超限，节点无论如何均不满足要求。

角焊缝根据 S16-14 第 13 章进行规范校核。完全熔透（CJP）坡口焊缝的承载力假定与母材相同，不单独校核。

角焊缝

直接剪力及拉力或压力引起的剪力承载力按 S16-14 – 13.13.2.2 设计。有限单元法建模中采用焊缝材料的塑性重分布。

$$V_r = 0.67 \phi_w A_w X_u (1+0.5 \sin^{1.5} \theta ) M_w$$

其中：

• ϕ_w = 0.67 – 焊缝金属抗力系数，可在规范设置中编辑
• A_w – 有效焊喉面积
• X_u – 按焊条分类号评定的极限强度
• θ – 焊缝段轴线与所施加力的作用线之间的夹角（例如，纵向焊缝为 0°，横向焊缝为 90°）
• $M_w = \frac{0.85+\theta_1 / 600}{0.85+\theta_2 / 600}$ – 多方向角焊缝的强度折减系数；在 IDEA 中取 1.0，多方向焊缝的承载力由有限元分析确定，对应力最大的单元进行评估
• θ₁ – 所考虑焊缝段的方向角
• θ₂ – 节点中最接近 90° 的焊缝段方向角

熔合面处母材承载力：

$$V_r = 0.67 \phi_w A_m F_u$$

其中：

• A_m = z L – 熔合面面积
• z – 焊缝焊脚尺寸
• L – 焊缝长度
• F_u – 规定抗拉强度

焊缝图示按以下公式显示应力：

若母材未激活（使用匹配焊条）：

$$\sigma = \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}$$

若母材已激活（未使用匹配焊条）：

$$\sigma = \max \left \{  \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / X_u} \right \}$$

CJP 坡口焊缝

完全熔透（CJP）坡口焊缝的承载力假定与母材相同。

螺栓中的力（包括撬力）由有限单元法分析确定。螺栓承载力按 S16 – 第 13 章进行规范校核。

螺栓

螺栓抗拉强度

螺栓的抗拉承载力按第 13.12.1.3 条评定，取为：

$$T_r = 0.75 \phi_b A_b F_u$$

其中：

• ϕ_b = 0.8 – 螺栓抗力系数，可在规范设置中编辑
• A_b – 基于公称直径的螺栓横截面面积
• F_u – 螺栓规定最小抗拉强度

当螺栓螺纹被剪切面截断时，抗剪承载力取为 0.7 V_r。

螺栓抗剪强度

螺栓的抗剪承载力按第 13.12.1.2 条评定。螺栓的每个剪切面单独校核，取为：

$$V_r=0.6 \phi_b A_b F_u$$

其中：

• ϕ_b = 0.8 – 螺栓抗力系数，可在规范设置中编辑
• A_b – 基于公称直径的螺栓横截面面积
• F_u – 螺栓规定最小抗拉强度

当螺栓螺纹被剪切面截断时，抗剪承载力取为 0.7 V_r。

承压型节点中拉剪组合作用

承受拉剪组合作用的螺栓承载力按第 13.12.1.4 条评定，取为：

$$\left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^2 + \left ( \frac{T_f}{T_r} \right )^2 \le 1$$

其中：

• V_f 和 T_f 分别为作用于螺栓的设计剪力和拉力
• V_r 和 T_r 分别为螺栓的设计抗剪承载力和抗拉承载力

螺栓孔承压强度

承受承压和剪切的螺栓连接中螺栓处的承载力按第 13.12.1.2 条评定，取为

B_r = 3 ϕ_br t d F_u    适用于普通螺栓孔

B_r = 2.4 ϕ_br t d F_u    适用于垂直于槽孔方向受力的槽形孔

其中：

• ϕ_br = 0.8 – 螺栓对钢材承压的抗力系数
• t – 被连接板件中较薄者的厚度
• d – 螺栓直径
• F_u – 被连接材料的抗拉强度

螺栓孔撕裂

螺栓孔撕裂承载力按第 13.11 条对单个螺栓进行校核，取为：

$$T_r = \phi_u 0.6 A_{gv} \frac{F_y+F_u}{2}$$

其中：

• ϕ_u = 0.75 – 结构钢抗力系数
• A_gv = 2 ∙ l ∙ t – 剪切毛面积
• F_y – 被连接材料的屈服强度
• F_u – 被连接材料的抗拉强度
• l – 螺栓中心线至剪力方向边缘的距离
• t – 被连接材料的厚度

对于 F_y > 460 MPa 的钢材等级，在确定 T_r 时，(F_y + F_u) / 2 应以 F_y 代替。

抗滑移节点中的螺栓

螺栓连接的抗滑移承载力按第 13.12.2 条评定，取为

V_s = 0.53 c_s k_s A_b F_u

其中：

• c_s – 根据 k_s 和螺栓等级确定的系数：
• 当 k_s < 0.52 时     A 类    c_s = 1.00    (A325) 或 0.92 (A490) 或 0.78（其他）
• 当 k_s ≥ 0.52 时    B 类    c_s = 1.04 (A325) 或 0.96 (A490) 或 0.81（其他）
• k_s – 摩擦系数，可在规范设置中编辑，应按 S16-14 表 3 设定；A 类取 0.3，B 类取 0.52
• A_b – 基于公称直径的螺栓横截面面积
• F_u – 螺栓规定最小抗拉强度

当抗滑移节点采用槽形孔时，V_s = 0.75 ∙ 0.53 c_s k_s A_b F_u。

同时承受拉力和剪力的螺栓须满足以下关系式：

$$\frac{V_f}{V_s}+1.9\frac{T}{A_b F_u}$$

其中：

• V_f 和 T_f 分别为作用于螺栓的设计剪力和拉力

第 13.12.2 条规定，应按第 13.12.1 条校核节点承载力。因此，用户应校核滑移发生后的状态，即将螺栓剪力传递方式由"摩擦"改为"承压 – 拉剪相互作用"。

构造要求

在螺栓连接的构造设计中，最小螺距和最小边距按 S16-14 – 22.3 进行校核。校核内容包括最小螺距（2.7 d，可在规范设置中编辑）和最小边距（1.25 d）。

底板下方的混凝土采用具有均匀刚度的Winkler地基模型进行模拟，以提供接触应力。底板与混凝土接触受压区域的平均应力用于压力校核。

混凝土受压

混凝土受压设计承压强度依据 S16-14 – 25.3.1 及 CSA A23.3 – 10.8 确定。当混凝土支承面积大于底板面积时，设计承压强度定义为

$$f_{p,(max)} = 0.85 \phi_c f'_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le 1.7 \phi_c f'_c$$

其中：

• ϕ_c=0.65 – 混凝土抗力系数
• f'_c – 混凝土抗压强度
• A₁ – 底板与混凝土表面接触的面积（棱台上表面面积）
• A₂ – 混凝土支承面积（棱台几何相似的下表面面积，坡度为竖向1、水平向2）

混凝土承压验算如下：

σ ≤ f_p(max)

其中：

• σ – 底板下方的平均压应力

剪力传递

剪力可通过以下方式之一传递：

• 抗剪键，
• 摩擦力，
• 锚栓。

抗剪键

剪力仅通过抗剪键传递。软件不对混凝土承压进行校核，用户应在其他地方自行验算。抗剪键及焊缝采用有限元法和焊缝组件进行校核。

摩擦力

在存在压力的情况下，剪力可通过混凝土垫层与底板之间的摩擦力传递。摩擦系数可在规范设置中编辑。

锚栓

若剪力仅通过锚栓传递，则每根锚栓所承受的剪力由有限元分析确定，锚栓按 ACI 318-14 进行验算，详见后续章节。

锚栓中的力（包括撬力）由有限单元法分析确定，但承载力按 A23.3 - 附录 D 的规范条款进行校核。

锚杆按 A23.3-14 – 附录 D 进行设计。以下锚栓承载力将被评估：

• 锚栓受拉钢材强度 N_sar，
• 受拉混凝土锥体破坏强度 N_cbr，
• 混凝土拔出强度 N_pr，
• 混凝土侧面崩裂强度 N_sbr，
• 锚栓受剪钢材强度 V_sar，
• 受剪混凝土锥体破坏强度 V_cbr，
• 锚栓受剪混凝土撬出强度 V_cpr。

混凝土状态可由用户选择为开裂或非开裂。锚栓类型（现浇带圆形或矩形锚板的头部锚栓、直锚栓）由用户选择，软件仅对头部锚栓校核拔出强度和侧面崩裂强度。

以下受拉锚栓的校核项目未在软件中提供，应根据相关技术产品规范中的信息（基于试验的5%分位值）进行校核：

• 紧固件拔出破坏（适用于后锚固机械锚栓）– CSA A23.3-14: D.6.3，
• 粘结锚栓的粘结强度（适用于后锚固粘结锚栓）– CSA A23.3-14: D.6.5。

锚栓应满足 CSA A23.3-14: D.9 规定的边距、间距和厚度要求，以防止劈裂破坏。

锚栓受拉钢材承载力

锚栓受拉钢材强度按 CSA A23.3-14 – D.6.1 确定，如下：

N_sar = A_se,N ϕ_s f_uta R

其中：

• ϕ_s = 0.85 – 钢筋埋入材料的钢材抗力系数
• A_se,N – 锚栓受拉有效截面面积
• f_uta ≤ min (860 MPa, 1.9 f_ya) – 锚栓钢材规定抗拉强度
• f_ya – 锚栓钢材规定屈服强度
• R = 0.8 – CSA A23.3.-14 – D.5.3 规定的承载力修正系数

锚栓受拉混凝土锥体破坏承载力

混凝土锥体破坏强度按 CSA A23.3-14 – D.6.2 中的混凝土承载力设计法（CCD）进行设计。在 CCD 方法中，混凝土锥体被认为以约 34°角（竖向 1：水平 1.5 的坡度）形成。为简化计算，锥体在平面上被视为方形而非圆形。CCD 方法中，混凝土锥体破坏应力随破坏面尺寸的增大而减小。

$$N_{cbrg} = \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ed,N} \psi_{ec,N} \psi_{c,N} N_{br}$$

其中：

• A_Nc – 受拉形成共同混凝土锥体的锚栓群的混凝土锥体破坏投影面积
• A_Nco = 9 h_ef² – 不受混凝土边缘影响的单锚栓混凝土锥体破坏投影面积
• $\psi_{ed,N} = \min \left ( 0.7+\frac{0.3 c_{a,min}}{1.5 h_{ef}}, \, 1 \right )$– 边距修正系数
• c_a,min – 锚栓到边缘的最小距离
• h_ef – 埋置深度；根据 A23.3-14 – D.6.2.3，当锚栓距三条或三条以上边缘的距离小于 1.5 h_ef 时，有效埋置深度 h_ef 减小为 $h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right )$
• $\psi_{ec,N} = \frac{1}{1+\frac{2e'_N}{3 h_{ef}}}$ – 偏心受拉锚栓群的修正系数
• e'_N – 拉力相对于受拉并形成共同混凝土锥体的锚栓重心的偏心距
• Ψ_c,N – 混凝土状态修正系数；开裂混凝土取 Ψ_c,N = 1，非开裂混凝土取 Ψ_c,N = 1.25
• $N_{br} = k_c \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5} R$ – 开裂混凝土中单锚栓受拉基本混凝土锥体破坏强度；对于现浇头部锚栓且 275 mm ≤ h_ef ≤ 625 mm 时，$N_{br} = 3.9 \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{5/3} R$
• ϕ_c=0.65 – 混凝土抗力系数
• 现浇锚栓取 k_c=10
• s – 锚栓间距
• c_a,max – 锚栓到三条近边之一的最大距离
• λ^a = 1 – 轻质混凝土修正系数
• f'_c – 混凝土抗压强度 [MPa]
• R = 1 – CSA A23.3 – D.5.3 规定的承载力修正系数

根据 A23.3-14 – D.6.2.8，对于头部锚栓，投影面积 A_Nc 由锚板有效周长确定，取 d_a + 2 t_wp 与 d_wp 中的较小值，其中：

• d_a – 锚栓直径
• d_wp – 锚板直径或边长
• t_wp – 锚板厚度

锚栓群按受拉并形成共同混凝土锥体的锚栓拉力之和进行校核。

受拉形成共同混凝土锥体的锚栓群混凝土锥体破坏投影面积 A_c,N 以红色虚线表示。

根据 CSA A23.3-14 – D.6.2.9，当附加钢筋按 A23.3-14 第 12 条在破坏面两侧均满足锚固要求时，认为附加钢筋承担拉力，不评估混凝土锥体破坏强度（可在规范设置中设定）。

锚栓受拉混凝土拔出承载力

头部锚栓的混凝土拔出强度按 CSA A23.3-14 – D.6.3 定义为

N_cpr = Ψ_c,P N_pr

其中：

• Ψ_c,P – 混凝土状态修正系数；开裂混凝土取 Ψ_c,P = 1.0，非开裂混凝土取 Ψ_c,P = 1.4
• 头部锚栓取 N_pr = 8 A_brg ϕ_c f'_c R
• A_brg – 栓钉或锚栓头部承压面积
• ϕ_c = 0.65 – 混凝土抗力系数
• d_a – 锚栓直径
• f'_c – 混凝土抗压强度
• R = 1 – CSA A23.3 – D.5.3 规定的承载力修正系数

软件不评估非头部锚栓的混凝土拔出强度，该值须由制造商提供。

混凝土侧面崩裂承载力

受拉头部锚栓的混凝土侧面崩裂强度按 CSA A23.3-14 – D.6.4 定义为：

$$N_{sbr} = 13.3 c_{a1} \sqrt{A_{brg}} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} R$$

若受拉单锚栓的 c_a2 小于 3 c_a1，则 N_sbr 值乘以系数 0.5 ≤ (1+ c_a2 / c_a1) / 4 ≤ 1。

D.6.4.2 要求，当一组头部锚栓深埋且靠近边缘（h_ef > 2.5 c_a1）且锚栓间距小于 6 c_a1 时，其强度为：

$$N_{sbgr} = \left (1 + \frac{s} {6 c_{a1}} \right ) N_{sbr}$$

每次仅应用一个折减系数。

IDEA StatiCa 始终对每根锚栓独立进行侧面崩裂强度校核，因此不假定两根锚栓组成锚栓群，而是将折减系数除以二。当每根锚栓的拉力相同时，此方法与锚栓群计算结果一致；当拉力不同时，此方法偏于安全。IDEA StatiCa 中使用的折减系数为：

$$r_c = \min \left \{ \frac{1+\frac{c_{a2}}{c_{a1}}}{4}, \frac{1+\frac{s}{6\cdot c_{a1}}}{2} \right \}$$

$$0.5 \le r_c \le 1.0$$

其中：

• c_a1 – 锚栓到边缘的较短距离
• c_a2 – 垂直于 c_a1 方向，锚栓到边缘的较长距离
• A_brg – 栓钉或锚栓头部承压面积
• ϕ_c – 混凝土抗力系数，可在规范设置中编辑
• f'_c – 混凝土抗压强度
• h_ef – 埋置深度；根据 A23.3-14 – D.6.2.3，有效埋置深度 h_ef 减小为 $h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right )$，当锚栓距三条或三条以上边缘的距离小于 1.5 h_ef 时
• s – 锚栓间距
• R = 1 – CSA A23.3 – D.5.3 规定的承载力修正系数

锚栓受剪钢材承载力

受剪钢材强度按 A23.3 – D.7.1 确定，如下：

V_sar = A_se,V ϕ_s 0.6 f_uta R

其中：

• ϕ_s = 0.85 – 钢筋埋入材料的钢材抗力系数
• A_se,V – 锚栓受剪有效截面面积
• f_uta – 锚栓钢材规定抗拉强度，但不大于 1.9 f_ya 与 860 MPa 中的较小值
• R = 0.75 – CSA A23.3 – D.5.3 规定的承载力修正系数

若选择砂浆层，受剪钢材强度 V_sa 乘以 0.8（A23.3 – D.7.1.3）。

对于底板超大孔洞且在底板顶部加设垫板或盖板以传递剪力的情况，不考虑力臂上的剪力。

锚栓受剪混凝土锥体破坏承载力

锚栓受剪混凝土锥体破坏强度按 A23.3 – D.7.2 设计。底板上的剪力假定由最靠近剪力方向边缘的锚栓承担。剪力方向与混凝土边缘的关系按 FIB Bulletin 58 – 混凝土锚固设计 – 良好实践指南（2011）影响混凝土锥体破坏强度。若锚栓的混凝土锥体相互重叠，则形成共同混凝土锥体。受剪偏心也被考虑在内。

$$V_{cbr} = \frac{A_{Vc}}{A_{Vco}} \psi_{ec,V} \psi_{ed,V} \psi_{c,V} \psi_{h,V} \psi_{\alpha,V} V_{br}$$

其中：

• A_Vc – 单锚栓或锚栓群的混凝土破坏投影面积除以该群中的锚栓数量
• A_Vco = 4.5 c_a1² – 不受角部影响、间距或构件厚度限制时单锚栓的混凝土破坏投影面积
• $\psi_{ec,V} = \frac{1}{1+ \frac{2 e'_V}{3c_{a1}}}$ – 偏心受剪锚栓群的修正系数
• $\psi_{ed,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_{a2}}{1.5 c_{a1}}\le1.0$– 边缘效应修正系数
• Ψ_c,V – 混凝土状态修正系数；开裂混凝土取 Ψ_c,V = 1.0，非开裂混凝土取 Ψ_c,V = 1.4
• $\psi_{h,V}=\sqrt{\frac{1.5c_{a1}}{h_a}} \ge 1$– 位于 h_a < 1.5 c_a1 混凝土构件中锚栓的修正系数
• $\psi_{\alpha,V} = \sqrt{\frac{1}{(\cos \alpha_V)^2+(0.5\sin \alpha_V)^2}}$ – 与混凝土边缘成角度受荷锚栓的修正系数（FIB Bulletin 58 – 混凝土锚固设计 – 良好实践指南，2011）
• h_a – 混凝土侧破坏面高度
• $V_{br}=\min⁡ \left(0.58 \left (\frac{l_e}{d_a} \right )^{0.2} \sqrt{d_a} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R, \, 3.75 \lambda_a \phi_c \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R \right )$
• l_e = h_ef ≤ 8 d_a – 锚栓受剪承载长度
• d_a – 锚栓直径
• f'_c – 混凝土抗压强度
• c_a1 – 荷载方向的边距；根据第 17.5.2.4 条，对于窄构件，c_2,max < 1.5 c₁ 且同时被认为是薄构件，h_a < 1.5 c₁，前述公式中以 c'₁ 代替 c₁；折减后的 c'₁ = max (c_2,max / 1.5, h_a / 1.5, s_c,max / 3)
• c_a2 – 垂直于荷载方向的边距
• c_2,max – 垂直于荷载方向的最大边距
• s_c,max – 群内锚栓垂直于剪力方向的最大间距
• ϕ_c = 0.65 – 混凝土抗力系数
• R = 1 – CSA A23.3 – D.5.3 规定的承载力修正系数

若两个边距均满足 c_a2 ≤ 1.5c_a1 且 h_a ≤ 1.5 c_a1，则 $c_{a1} = \max \left ( \frac{c_{a2}}{1.5}, \, \frac{h_a}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right )$，其中 s 为群内锚栓垂直于剪力方向的最大间距。

根据 A23.3-14 – D.7.2.9，当附加钢筋按 A23.3-14 – 第 12 条在破坏面两侧均满足锚固要求时，认为附加钢筋承担剪力，不评估混凝土锥体破坏强度。

锚栓受剪混凝土撬出承载力

混凝土撬出强度按 A23.3 – D.7.3 设计。

V_cpr = k_cp N_cpr

其中：

• h_ef < 65 mm 时取 k_cp = 1.0，h_ef ≥ 65 mm 时取 k_cp = 2.0
• N_cpr – 混凝土锥体破坏强度 – 所有锚栓均视为受拉

根据 CSA A23.3-14 – D.6.2.9，当附加钢筋按 A23.3-14 第 12 条在破坏面两侧均满足锚固要求时，认为附加钢筋承担拉力，不评估混凝土锥体破坏强度（可在规范设置中设定）。

拉力与剪力的相互作用

拉力与剪力的相互作用按 A23.3 – 图 D.18 进行评估。

$$\left ( \frac{N_f}{N_r} \right )^{5/3}+\left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^{5/3} \le 1.0$$

其中：

• N_f 和 V_f – 作用于锚栓的设计力
• N_r 和 V_r – 由所有适用破坏模式确定的最低设计强度

带悬出段锚栓

带悬出段锚栓按受剪力、弯矩及压力或拉力的杆单元进行设计。这些内力由有限单元模型确定。锚栓两端固定，一端位于混凝土面以下 0.5×d 处，另一端位于底板厚度中部。屈曲长度保守地取为杆单元长度的两倍。采用塑性截面模量。杆单元按 S16-14 进行设计。剪力相互作用可忽略不计，因为底板下安装螺母所需的最小锚栓长度可确保锚栓在剪力达到抗剪承载力一半之前先发生弯曲破坏，剪力相互作用可忽略（不超过 7%）。弯矩与压力或拉力的相互作用保守地假定为线性关系。不考虑二阶效应。

抗剪承载力（CSA S16-14 – 13.4.4）：

V_r = ϕ ∙ 0.66 ∙ A_v ∙ F_y

• A_v = 0.844 ∙ A_s – 受剪面积
• A_s – 扣除螺纹后的螺栓面积
• F_y – 螺栓屈服强度
• ϕ – 抗力系数，推荐值为 0.9

抗拉承载力（CSA S16-14 – 13.2）

T_r = ϕ ∙ A_s ∙ F_y

抗压承载力（CSA S16-14 – 13.3.1）

$$C_r = \frac{\phi A_s F_y}{\left (1+\lambda^{2n}\right )^{\frac{1}{n}}}$$

• $\lambda = \sqrt{\frac{F_y}{F_e}}$ – 锚栓长细比
• $F_e = \frac{\pi^2 E}{\left (\frac{KL}{r}\right )^2}$ – 弹性屈曲应力
• KL = 2 ∙ l – 屈曲长度
• l – 螺栓单元长度，等于底板厚度的一半加间隙加螺栓直径的一半
• $r = \sqrt{\frac{I}{A_s}}$ – 锚栓回转半径
• $I=\frac{\pi d_s^4}{64}$– 螺栓截面惯性矩
• n = 1.34 – 抗压承载力参数

抗弯承载力（CSA S16-14 – 13.5）：

M_r = ϕ ∙ Z ∙ F_y

Z = d_s³ / 6 – 螺栓塑性截面模量

线性相互作用：

$\frac{N}{C_r}+\frac{M}{M_r} \le 1$ ... 适用于压向法向力

$\frac{N}{T_r}+\frac{M}{M_r} \le 1$ ... 适用于拉向法向力

• N – 受拉（正值）或受压（负值）设计力
• C_r – 设计抗压（负值）承载力
• T_r – 设计抗拉（正值）承载力
• M – 设计弯矩
• M_r – 设计抗弯承载力

构造要求

根据 A23.3-14 – D.9.2，锚栓间距应大于锚栓直径的四倍。

钢板边距遵循螺栓规则，即按 S16-14 – 22.3，校核最小边距（1.25 d – 可在规范设置中编辑）。

节点按节点刚度分类为：

• 刚性 – 构件间原始角度变化可忽略不计的节点，
• 半刚性 – 假定具有提供可靠且已知程度弯曲约束能力的节点，
• 简单 – 不产生弯矩的节点。

加拿大标准 S14-16 第 8.2 条未提供明确的界限，因此节点按 AISC 360-16 第 B3.4 条的注释进行分类。

• 刚性 – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \ge 20$
• 半刚性 – $2 < \frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} < 20$
• 简单 – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \le 2$

其中：

• S_j,ini – 节点初始刚度；节点刚度假定在 M_j,Rd 的 2/3 以内呈线性
• L_b – 被分析构件的理论长度
• E – 弹性模量
• I_b – 被分析构件的惯性矩
• M_j,Rd – 节点弯矩设计抗力

能力设计是抗震校核的一部分，确保节点具有足够的变形能力。

能力设计的目标是确认建筑物在设计地震水准下发生受控延性行为，以避免倒塌。塑性铰预期出现在耗能构件中，节点的所有非耗能构件必须能够安全传递因耗能构件屈服而产生的力。耗能构件通常是抗弯框架中的梁，但也可以是端板等。耗能构件不使用抗力系数。耗能构件赋予两个系数：

• R_y = 1.1 – 超强系数 – S16-14, Cl. 27.1.7；可在材料中编辑
• C_pr = 1.1 – 应变硬化系数 – S16-14, Cl. 27.2.2；建议在抗弯框架中将梁作为耗能构件时应用

材料图按下图进行修正：

耗能构件强度的提高允许输入使塑性铰出现在耗能构件中的荷载。对于抗弯框架且梁作为耗能构件的情况，梁应施加 M_y = C_prR_yF_yW_pl,y 及相应剪力 V_z = –2 M_y,Ed / L_h，其中：

• F_y – 屈服强度
• W_pl,y – 塑性截面模量
• L_h – 梁上塑性铰之间的距离

对于非对称节点，梁应同时施加正弯矩和负弯矩及其相应的剪力。

耗能构件的板件不纳入校核范围。