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  • 1 # 阿白3307

    鋼結構中,梁與柱的連線通常採用3種形式,柔性連線(也稱鉸接)、半剛性連線和剛性連線。在工程實踐中,如何判別一個節點屬於剛性、半剛性或鉸接連線主要是看其轉動剛度 ,剛性連線應不會產生明顯的連線夾角變形,即連線夾角變形對結構抗力的減低應不超過5%。

    半剛性連線則介於二者之間。

    樑柱的半剛性連線可以採用在梁端焊上端板,用高強螺栓連線,或是用連於翼緣的上、下角鋼和高強螺栓。其設計要求如下:

    (1)端板連線 在端板連線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佈置。壓力可以透過端板或柱翼緣承壓傳遞,壓力區螺栓可少量設定,並和受拉螺栓一起傳遞剪力。

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

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

    抗彎承載力是連線強度的主要專案,此外還有抗剪強度。剛性連線從理論上來說,承受彎矩和剪力的能力應該不低於梁的承載能力,亦即不低於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“強連線-弱構件”的原則。對於柔性連線則只要求其抗剪能力。半剛性連線介於剛性和柔性連線之間,必須具有一定的抗彎能力。

    連線的轉動剛度由彎矩-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,應考察連線的初始剛度或標準荷載作用下的割線剛度。剛性連線的剛度,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線,問題在於如何從數量上做出界定。

    轉動能力屬於延性指標,塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動能力,以便後續的內力重分佈能夠出現。

    1.剛性連線這種構造假定樑柱連線有足夠的剛性,樑柱間無相對轉動,連線能承受彎矩。鉸支連線這種構造假定結構承受重力荷載時,主樑和柱之間只傳遞垂直剪力,不傳遞彎矩。這種連線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,樑柱連線被認作理想的鉸接連線或完全的剛性連線,並且認為:連線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,柱樑軸線夾角的改變數達到理想鉸接的80%以上的連線視為鉸接。採用理想鉸接的假定,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於是否能傳遞彎矩,從實際上看,如果錨栓在翼緣的外側,就是剛接,而且一般不少於四個,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,則採用剛接柱腳,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定抗剪鍵

    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線構造;鉸接如為H型鋼則只需腹板有連線構造即可.

    一點看法!!

    對於柱腳受力分為:

    (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、對於鉸接柱腳, 只存在軸向力N和水平力

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

    3、剛接柱腳的基礎大於鉸接柱腳。

    另外請注意:

    對於剛接柱腳的節點設計:

    1、當用於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

    應設定抗剪件

    * 關於剛接、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,達到一定的剛度後,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,那麼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。由於此處討論的一些同志沒有學過力學,我就淺顯的講一下,對於彎矩,離形心軸越遠的地方,彎矩貢獻越大,所以翼緣離形心最遠彎矩貢獻大。剪應力在形心處最大,所以腹板主要受剪。一般地講,具體到節點,如端板連線,凡在翼緣外佈置有螺栓的,端板厚度滿足要求的,就為剛接。鉸接節點螺栓佈置在靠近形心軸處。

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