法兰节点详解：刚性法兰与柔性法兰的区别及应用场景分析

1、法兰节点

法兰接头是钢管结构中常用的接头形式之一。法兰节点可分为刚性法兰（有加强筋的法兰）和柔性法兰（无加强筋的法兰）。刚性法兰连接方便，其承载能力和刚度均大于柔性法兰。一般用在杆件内力较大的连接节点处；而柔性法兰则易于机械化。法兰的形式通常采用平焊法兰，即将法兰内端坡口焊接在管件外壁上，管件端部用坡口焊在法兰内侧上。端部角焊缝，如图7-1-1所示。

一般法兰接头可用普通螺栓连接。当受力较大时，应采用高强度普通螺栓。法兰的螺栓孔直径和布置应根据螺栓连接的结构要求进行设计；螺栓的直径和数量应根据计算或结构确定；法兰板的厚度一般为管壁厚度的2.5～5.0倍，还应满足应力计算和刚度校核要求。

1、刚性法兰结构

刚性法兰是带有加强筋的法兰。具有刚度高、承载能力大、连接方便等优点。但它也存在用钢量大、加工复杂、焊接残余应力大、容易产生焊接变形等诸多缺点。

刚性法兰结构如图7-1-2和图7-1-3所示。

注：图7-1-3中，当δL≤8时，焊缝C、D为双面角焊缝，hf=0.88δL，（圆角）；当δL>8时，焊缝C、DD为熔透坡口焊。

2、柔性法兰结构

柔性法兰没有加强筋，螺栓可以更靠近管壁，附加弯曲长度相对减少，非常有利于减小法兰板的厚度，且外观简洁。

柔性法兰结构如图7-1-4、图7-1-5所示。

2. 引脚节点

1. 概述

销轴接头结构简单，传力清晰，可以理想地实现铰接连接。它们广泛应用于机械和建筑钢结构。

在建筑钢结构中，桁架梁与支撑、主桁与次桁、柱与支撑、支撑与梁（或柱）之间的连接常采用销节点，如图7-2-1所示。

2. 引脚节点形式

销接头的形式基本相同，即主要由耳板和销轴两部分组成。如图7-2-2所示，销接头中的耳板通常采用与母材相同的材料制成。销钉节点的内力全部通过销钉传递，并且内力可能发生反向，因此销钉是销钉连接节点的关键部件。销轴一般为锻件，所用材料为强度和硬度较高的合金结构钢20Cr、35CrMo、40Cr。

销接头按销钉剪切面数量可分为双剪节点和四剪节点，如图7-2-3所示。当连接处传递的力F较大时，可以考虑具有四个剪切面的销节点。四剪销接头形式安装较困难，设计时不建议采用。若外力过大而必须使用时，应适当加大耳板间隙并加垫片。

参考：

1.《大型张拉弦梁结构设计与施工》黄明新等。