江門鋼結構制造廠

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                                            鋼結構的【剛接】和【鉸接】的相關介紹

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                                            鋼結構的【剛接】和【鉸接】的相關介紹

                                            發布日期:2018-09-03 作者: 點擊:

                                            剛性連接與鉸性連接

                                                鋼結構中,梁與柱的連接通常采用3種形式,柔性連接(也稱鉸接)、半剛性連接和剛性連接。在工程實踐中,如何判別一個節點屬于剛性、半剛性或鉸接連接主要是看其轉動剛度 ,剛性連接應不會產生明顯的連接夾角變形,即連接夾角變形對結構抗力的減低應不超過5%。 


                                                半剛性連接則介于二者之間。 


                                                梁柱的半剛性連接可以采用在梁端焊上端板,用高強螺栓連接,或是用連于翼緣的上、下角鋼和高強螺栓。其設計要求如下: 


                                               (1)端板連接 在端板連接節點中力的傳遞可將梁端彎矩簡化為一對力偶,拉力經受受拉翼緣傳遞。受拉螺栓對受拉翼緣對稱布置。壓力可以通過端板或柱翼緣承壓傳遞,壓力區螺栓可少量設置,并和受拉螺栓一起傳遞剪力。 


                                               (2)上下角鋼連接 用上下角鋼連接的節點中,受拉一側的連接角鋼在彎矩作用下,不僅豎肢變形,水平肢也變形。因此,角鋼連接的剛度比端板者稍低。


                                            連接性質的劃分應由下列三項指標來表征:抗彎剛度,轉動剛度,延性(轉動能力)。 


                                                抗彎承載力是連接強度的主要項目,此外還有抗剪強度。剛性連接從理論上來說,承受彎矩和剪力的能力應該不低于梁的承載能力,亦即不低于梁的塑性鉸彎矩和腹板全塑性剪力。地震區的框架應該要求更高,體現“強連接-弱構件”的原則。對于柔性連接則只要求其抗剪能力。半剛性連接介于剛性和柔性連接之間,必須具有一定的抗彎能力。 


                                                連接的轉動剛度由彎矩-轉角曲線的斜率來體現,它不是常量,轉動剛度對框架變形和承載力都有影響。對變形的影響需要結合正常使用極限狀態進行分析。為此,應考察連接的初始剛度或標準荷載作用下的割線剛度。剛性連接的剛度,理論上需要達到無限大,但實際上只要達到一定的限值就可以看作是剛性連接,問題在于如何從數量上做出界定。 


                                                轉動能力屬于延性指標,塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動能力,以便后續的內力重分布能夠出現。


                                                1.剛性連接這種構造假定梁柱連接有足夠的剛性,梁柱間無相對轉動,連接能承受彎矩。鉸支連接這種構造假定結構承受重力荷載時,主梁和柱之間只傳遞垂直剪力,不傳遞彎矩。這種連接可以不受約束的轉動。 


                                                2.在鋼結構框架的傳統分析與設計中,為簡化分析設計過程,梁柱連接被認作理想的鉸接連接或完全的剛性連接,并且認為:連接對轉動約束達到理想剛接的90%以上,可視為剛接;在外力作用下,柱梁軸線夾角的改變量達到理想鉸接的80%以上的連接視為鉸接。采用理想鉸接的假定,將意味著梁與柱之間沒有彎矩的傳遞,就轉動而論,用鉸連在一起的梁和柱將相互獨立地轉動.  


                                                能抵抗彎矩作用的柱腳稱為剛接柱腳,相反不能抵抗彎矩作用的柱腳稱為鉸接柱腳,剛接與鉸接的區別在于是否能傳遞彎矩,從實際上看,如果錨栓在翼緣的外側,就是剛接,而且一般不少于四個,如果在翼緣內側,就是鉸接,一般為兩個或四個。


                                                這兩種柱腳很明顯的區別就是對側移控制,如果結構對側移控制較嚴,則采用剛接柱腳,例如有吊車荷載的情況,吊車荷載是動力荷載,對側移比較敏感,而且側移過大會造成吊車卡軌現象,此時應把柱腳設計成剛接柱腳。


                                                “如果是鉸接柱腳需要加設抗剪鍵,地腳螺栓不能承受剪力的”本人的這句話說得有點不嚴謹,應該說“如果是鉸接柱腳一般需要加設抗剪鍵”。因為鋼結構鉸接柱腳的柱腳軸力比較小,底板和基礎砼表現的摩擦力很少能滿足要求,所以多數柱腳都需要設置抗剪鍵


                                            剛接與鉸接的區別:

                                            1.剛接能傳遞彎矩合剪力,鉸接則只能傳遞剪力.


                                            2.二者在構造上也有區別:剛接如為H型鋼則其上下翼緣和腹板均需有連接構造;鉸接如為H型鋼則只需腹板有連接構造即可.


                                            一點看法??!


                                            對于柱腳受力分為: 


                                            (a) 鉸接柱腳 (b) 剛接柱腳


                                            砼結構柱腳均為剛接,即同時存在軸向力N、水平剪力V和彎矩M,故基礎尺寸較大。


                                            輕鋼結構常見的柱腳型式有剛接和鉸接兩種,其受力是不同的,


                                            1、對于鉸接柱腳, 只存在軸向力N和水平力


                                            2、對于剛接柱腳,除存在軸向力N和水平力V之外,還存在一定的彎矩M,


                                            3、剛接柱腳的基礎大于鉸接柱腳。 


                                            另外請注意: 


                                            對于剛接柱腳的節點設計: 


                                            1、當用于工業廠房且有橋式吊車時,宜將柱腳設計為 


                                            剛性。 


                                            2、剛性柱腳應注意以下問題: 


                                            基礎施工單位應有一定的技術水平 


                                            應設置抗剪件


                                             

                                            * 關于剛接、鉸接的問題, 理論上說,剛接鉸接是指節點是否能轉動,完全剛接指完全不轉動,鉸接是可自由轉動。完全剛接就是說此節點不但能承擔剪力 軸力 彎矩外,節點還具有足夠剛度。使節點在彎矩作用下變形很小。理論上說,沒有完全的剛接,只要有作用就有變形,在實際工程中,達到一定的剛度后,我們在工程中就認為是剛接了,如果雖然能承擔彎矩,但變形較大,我們認為是半剛接,是彈性固定。


                                                鉸接好理解,可自由轉動,就是不能承擔彎矩,那么就只能抗剪力和軸力了。具體到一個構件,如工字型構件,翼緣主要受彎,腹板主要受剪。由于此處討論的一些同志沒有學過力學,我就淺顯的講一下,對于彎矩,離形心軸越遠的地方,彎矩貢獻越大,所以翼緣離形心Z遠彎矩貢獻大。剪應力在形心處Z大,所以腹板主要受剪。一般地講,具體到節點,如端板連接,凡在翼緣外布置有螺栓的,端板厚度滿足要求的,就為剛接。鉸接節點螺栓布置在靠近形心軸處。


                                            相關標簽:鋼結構,技術知識

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