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重庆钢结构介绍刚性连接与铰性连接

来源:http://www.023hwgjg.com/news/36.html  更新时间:2017-07-10

重庆钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。
在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。
半刚性连接则介于二者之间。
梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下:
(1)端板连接 在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。
(2)上下角钢连接 用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。
连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。
抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。
连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。
转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。
1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。
2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动.
能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。
这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。
“如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键.

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