第7章鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點構(gòu)造(下)

1、第7章鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點構(gòu)造(下)二、豎向剪力作用移動荷載或有固定集中荷載而無支承加勁肋v的在Thv共同作用下，應(yīng)滿足：把f,f代入得：【例714】 第十節(jié) 構(gòu)件的拼接一、等截面拉、壓桿拼接1、工廠拼接 可以采用直接對焊（圖a）或拼接板加角焊縫(圖b)。對于拉桿直接對焊時焊縫質(zhì)量必須達到一、二級質(zhì)量標準，否則要采用拼接板加角焊縫。 采用拼接板加角焊縫時，構(gòu)件的翼緣和腹板都應(yīng)有各自的拼接板和焊縫 2、工地拼接拉桿：可以用拼接板加高強螺栓(圖c)或端板加高強 螺栓(圖d)。壓桿：可以采用焊接(圖e、f)或上、下段接觸面刨平頂緊直接承壓傳力(圖g、h)。 拉壓桿的拼接宜按等強度原則來計算，亦即拼接材

2、料和連接件都能傳遞斷開截面的最大內(nèi)力。二、梁的拼接 梁的拼接施工條件的不同分為車間（工廠）拼接和工地拼接兩種。1、工廠拼接1）翼緣和腹板的工廠拼接位置最好錯開，以避免焊縫集中。2）翼緣和腹板的拼接焊縫一般采用對接焊縫。 3）對于滿足1、2級焊縫質(zhì)量檢驗級別的焊縫不需要進行驗算。4) 對于滿足3級焊縫質(zhì)量檢驗級別的焊縫需要進行驗算.當焊縫強度不足時可采用斜焊縫。當滿足tg1.5時，可以不必驗算。2、工地拼接構(gòu)造：1）工地拼接一般應(yīng)使翼緣和腹板在同一截面處斷開，以便于分段運輸（圖a）。為了使翼緣板在焊接過程中有一定地伸縮余地，以減少焊接殘余應(yīng)力，可在工廠預留約500mm長度不焊。2)圖b將翼緣和腹

3、板的拼接位置適當錯開的方式，可以避免焊縫集中在同一截面，但運輸有一定困難。3）對于鉚接梁和較重要的或受動力荷載作用的焊接大型梁，其工地拼接常采用高強螺栓連接。 50050012344551245345計算：翼緣板：翼緣拼接以及每側(cè)的高強度螺栓，通常由等強度條件決定，拼接板的凈截面積應(yīng)不小于翼緣的凈截面積，高強度螺栓能承受按翼緣凈截面面積N=Anf計算的軸向力。腹板：腹板的拼接通常先進行螺栓布置，然后驗算。腹板拼接板及每側(cè)的高強度螺栓，主要承受拼接截面的全部剪力V及按剛度分配到截面上的彎(扭)矩Mw。受力最大的螺栓應(yīng)滿足：其中： ，為使腹板上的螺栓和翼緣上的螺栓受力協(xié)調(diào) ：腹板拼接板的凈截面強度

4、驗算： 【例715】 第十一節(jié) 主次梁的連接一次梁為簡支梁1、疊接構(gòu)造：在主梁上的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置支承加勁肋，以免主梁腹板承受過大的局部壓力。特點：構(gòu)造簡單，次梁安裝方便，但主、次梁體系所占的凈空大。計算：一般不用計算，螺栓只是起到安裝固定作用。 2、側(cè)面連接：構(gòu)造:次梁連于主梁的側(cè)面,可以直接連在主梁的加勁肋上（圖a、b）或連于短角鋼上（圖c）。特點： 圖a:為用螺栓連于勁肋上,構(gòu)造簡單，安裝方便，但須將次梁的上翼緣和下翼緣的一側(cè)切除； 圖b:為采用工地焊縫連接，此時螺栓僅起臨時固定作用，但次梁腹板端部焊縫焊接不太方便； 圖c、d:為用短角鋼連接主次梁的螺栓連接或安裝焊縫，需要將上翼緣局部切去

5、。 計算： 圖a、b：連接需要的焊縫或螺栓應(yīng)按次梁的反力計算，考慮到并非理想鉸接，故計算時，宜將次梁反力增加2030%。圖c：當計算螺栓時可將短角鋼視為與次梁為一體。因此，螺栓應(yīng)承擔次梁支反力R和力矩M=Re的共同作用，而螺栓則只承受R的作用。反過來，也可以將短角鋼視為與主梁為一體。則螺栓只承受反力R的作用，而螺栓則應(yīng)承擔次梁支反力R和力矩M=Re的共同作用。圖d:計算方法與圖c類似。即焊縫和焊縫也分別承擔R或R和M=Re的共同作用。 二、次梁為連續(xù)梁1、疊接 與前面疊接相同,只是次梁連續(xù)通過,不在主梁上斷開.當次梁需要拼接時,拼接位置可設(shè)在彎矩小處.主、次梁之間只要用螺栓或焊縫固定它們的相互

6、位置即可。2、側(cè)面連接：構(gòu)造：為了保證兩跨次梁在主梁處的連續(xù)性，必須在上、下翼緣處設(shè)置連接板。圖a：用高強螺栓連接，次梁的腹板連接在主梁的加勁肋上,下翼緣的連接板分成兩塊,焊在主梁腹板的兩側(cè)。圖b：用工地安裝焊縫連接，次梁支承在主梁的支托上，在次梁的上翼緣設(shè)有連接板，而下翼緣的連接板則.由支托的平板代替。計算： 支座反力由支托傳至主梁，端部的負彎矩，則由上下，翼緣承受，連接、蓋板和頂板傳遞M分解的水平力，F(xiàn)=M/h（h次梁高）其截面尺寸和焊縫螺栓的連接計算均用F，為避免仰焊，連接蓋板比上翼緣窄，拉板比下翼緣寬。 第十二節(jié) 梁與柱的連接處理連接節(jié)點時，要求遵循下列基本原則：安全可靠。應(yīng)盡可能使受

7、力分析接近于實際工作狀況，采用和構(gòu)件實際連接狀況相符或相接近的計算簡圖；連接處應(yīng)有明確的傳力路線和可靠的構(gòu)造保證。 便于制作、運輸、安裝。減少節(jié)點類型；拼接的尺寸應(yīng)留有調(diào)節(jié)的余地；盡量方便施工時的操作，如：避免工地焊縫的仰焊、設(shè)置安裝支托等。 經(jīng)濟合理。對于用材、制作、施工等綜合考慮后確定最經(jīng)濟的方法，而不應(yīng)單純理解為用鋼量的節(jié)省。 梁柱連接按轉(zhuǎn)動剛度的不同可分為柔性連接(鉸接)、剛接、半剛接三類。一、梁柱的柔性連接(軸壓柱與梁的連接一般均用鉸接)1、梁支承于柱頂圖a:梁的支承反力直接傳遞給柱的翼緣。傳力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，但當兩相鄰梁反力不等時即引起柱的偏心受壓，一側(cè)梁傳遞的反力很大時

8、，還可能引起柱翼緣的局部屈曲。圖b:即使兩相鄰梁反力不等，柱仍接近軸心受壓。突緣加勁肋底部應(yīng)刨平頂緊于柱頂板；柱腹板是主要受力部分，其厚度不能太??；在柱頂板之下，應(yīng)設(shè)置加勁肋，加勁肋要有足夠的長度，以滿足焊縫長度的要求和應(yīng)力均勻擴散的要求； 2、梁支承于柱側(cè)圖a:梁的反力較小時，梁可不設(shè)支承加勁肋，直接擱置在柱的牛腿上，用普通螺栓相連；構(gòu)造比較簡單，施工方便。圖b:梁反力較大時采用。梁的反力由端加勁肋傳給支托；支托采用厚鋼板（其厚度應(yīng)大于加勁肋的厚度）或加勁后的角鋼，與柱側(cè)用焊縫相連 。圖c:兩鄰梁反力相差較大時采用。梁的反力通過柱的腹板傳遞，使柱仍接近軸心受力狀態(tài)。 二、梁柱的剛性連接（框架

9、梁、柱一般采用剛性連接） 需滿足以下幾個要求：保證將梁段的彎矩和剪力可靠地傳到柱子；保證節(jié)點剛性，使連接不至產(chǎn)生明顯的相對轉(zhuǎn)角；構(gòu)造簡單，便于施工； 圖a、b:通過焊縫將彎矩和剪力直接傳給柱子.可以認為梁端彎矩全部由翼緣連接焊縫傳給柱子，而剪力由腹板焊縫傳給柱子。 為使翼緣連接焊縫能在平焊位置施焊，要在柱側(cè)焊上襯板，同時在梁腹板端部預先留出槽口，上槽口是讓出襯板位置，下槽口是為了滿足施焊要求。圖c、d :通過高強螺栓和焊縫將梁端彎矩和剪力傳給柱子。由于要通過連接板和角鋼才能將力傳給柱子，故屬于間接傳力的構(gòu)造。 梁在和柱連接的范圍內(nèi)可以設(shè)置橫向加勁肋如圖b、d所示，也可不設(shè)如圖a、c所示，后一情

10、況需對柱腹板和翼緣的強度和穩(wěn)定作出驗算。 三、無加勁肋柱節(jié)點的計算1.破壞形式:腹板在梁翼緣傳來的壓力作用下屈服或屈曲;翼緣在梁翼緣傳來的拉力作用下彎曲而出現(xiàn)塑性鉸或連接焊縫被拉開。2.柱腹板的厚度 梁端彎矩可轉(zhuǎn)化成一對力偶，上翼緣的拉力將使柱翼緣彎曲及與腹板的連接拉脫，下翼緣的壓力使柱腹板受到擠壓。 梁受壓翼緣傳來的力是否足以使柱腹板屈服，要在柱腹板與翼緣連接焊縫(或軋制H型鋼圓角)的邊緣處計算。當梁翼緣與柱翼緣采用坡口焊縫對接時，柱腹板承壓的有效寬度是: 在梁的受壓翼緣處，柱腹板厚度應(yīng)同時滿足： （強度） （局穩(wěn)） 式中： 梁受壓翼緣的截面積 柱鋼材屈服點。 3.柱翼緣板的厚度 在梁的受拉

11、翼緣處，柱翼緣板厚度應(yīng)滿足： （強度）式中： 梁受拉翼緣的截面積 如果以上關(guān)于壓力或拉力作用的計算不能滿足，就需要對柱腹板設(shè)置橫向加勁肋。加勁肋既加強腹板也加強翼緣。 4.梁翼緣與柱翼緣的焊縫 考慮應(yīng)力的不均勻性（圖7-105），計算焊縫時應(yīng)該用下列有效長度代替實際長度:式中： 柱腹板厚度和翼緣厚度； 系數(shù)，對Q235和Q345鋼分別取7和5. 柱翼緣和梁受壓翼緣的連接焊縫也同樣受力不均勻,不過不會在壓力作用下斷裂。計算時也用上式確定其有效長度，只是對Q235和Q345鋼 分別取10和7。 四、有加勁肋柱節(jié)點域計算 1、抗剪強度計算其中： 為節(jié)點兩側(cè)梁端彎矩設(shè)計值； 節(jié)點域腹板的體積： H形截

12、面柱: 箱形截面柱:說明：上述分析中沒有考慮節(jié)點腹板域的周邊柱翼緣和加勁肋提供約束的有利影響，也沒有考慮柱腹板軸壓力的不利影響。 當柱腹板節(jié)點域不滿足時，則需要局部加厚腹板或采用另外的措施來加強它。圖7-109給出了兩種可行的方案，其一是加設(shè)斜向加勁肋，其二是在腹板兩側(cè)或一側(cè)焊上補強板來加厚。2、腹板厚度（局部穩(wěn)定）第十三節(jié) 柱腳設(shè)計柱腳的作用:把柱下端固定并將其內(nèi)力可靠地傳給基礎(chǔ).柱腳的分類:按其與基礎(chǔ)的連接方式不同，可分為鉸接 和剛接兩種。一、軸心受壓柱的柱腳（一）柱腳的型式和構(gòu)造 樞軸1、軸承式柱腳 制作安裝復雜，費鋼材，但與力學符合較好。 如圖所示，除底板外根據(jù)具體需要，可配置靴梁、隔

13、板和肋板。對于鉸接和剛接柱腳錨栓位置不一樣，受力也不一樣。XYN靴梁隔板底板隔板錨栓柱2、平板式柱腳：分鉸接和剛接兩種圖A圖B剛接柱腳 1）整體式剛性柱腳 適用于實腹柱及分肢間距小的壓彎構(gòu)件，如圖A。 2）分離式剛性柱腳 適用于分肢間距大的壓彎構(gòu)件，常用形式如圖B。 分離式剛性柱腳相當于獨立的軸心受壓柱腳的組合，其計算方法和軸壓柱腳相同。（二）柱腳計算1.傳力途徑柱 靴梁 底板 混凝土基礎(chǔ)隔板（肋板）實際計算不考慮cca1Bt1t1Lab1靴梁隔板底板隔板錨栓柱N2.鉸接柱腳的計算(1)底板的面積 假設(shè)基礎(chǔ)與底板間的壓應(yīng)力均勻分布。式中：fc-混凝土軸心抗壓設(shè)計強度；l-基礎(chǔ)混凝土局部承壓時的

14、強度提高系數(shù)。 fc 、l均按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取值。An底版凈面積，An =BL-A0。Ao-錨栓孔面積，一般錨栓孔直徑為錨栓直徑的 11.5倍。cca1Bt1t1ab1靴梁隔板底板La1 構(gòu)件截面高度；t1 靴梁厚度一般為1014mm；c 懸臂寬度，c=34倍螺栓直 徑d，d=2024mm，則 L 可求。(2)底板的厚度 底板的厚度，取決于受力大小，可將其分為不同受力區(qū)域：一邊(懸臂板)、兩邊、三邊和四邊支承板。 一邊支承部分（懸臂板）cca1Bt1t1ab1L 二相鄰邊支承部分： -對角線長度； -系數(shù)，與 有關(guān)。 式中：b2/a20.30.40.50.60.70.80.91.01.11

15、.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125cca1Bt1t1ab1La2b2 三邊支承部分： -自由邊長度； -系數(shù)，與 有關(guān)。 式中：cca1Bt1t1ab1L當b1/a10.3時，可按懸臂長度為b1的懸臂板計算。b1/a10.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125 四邊支承部分： 式中： a-四邊支承板短邊長度； b-四邊支承板長邊長度； 系數(shù)，與b/a有關(guān)。b/a1.01.11.21.31.41.51.61.7

16、1.81.92.03.04.00.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.125cca1Bt1t1ab1L(3)靴梁的設(shè)計A、靴梁的最小厚度不宜小于10mm，高度由其與柱間的焊縫（4條）長度確定。cca1Bt1t1ab1L靴梁haqlhalRRB、靴梁的截面驗算 按支承在柱邊的雙懸臂外伸梁受均布反力作用。cca1Bt1t1ab1LleM(4)隔板的計算 隔板的厚度不得小于其寬度的1/50，高度由計算確定，且略小于靴梁的高度。 隔板可視為簡支于靴梁的簡支梁，負荷范圍如圖。cca1Bt1t1ab1Lha隔板h1qh1a1隔板截面驗算：qh1a1式中：(5)靴梁及隔板與底板間的焊縫的計算 按正面角焊縫，承擔全部軸力計算，焊腳尺寸由構(gòu)造確定?！?-16】3、整體式剛接柱腳計算 整體式柱腳的受力狀況與下列諸多因素相關(guān): 柱腳和基礎(chǔ)頂面是否平整和緊密接觸； 錨栓預拉力的大?。?柱腳、錨栓和基礎(chǔ)頂面受力后的變形； 由于影響因素難以確定，因此該柱腳難以精確計算，而是采用近似方法計算。計算時假定底板與基礎(chǔ)接觸面的壓應(yīng)力成直線分布。1）底板面積確定 底板寬度B由構(gòu)造確定，c=2030cm; 底板長度L計算確定:2）底板厚度確定 同軸壓柱腳，計算各區(qū)格板彎矩時，可取其范圍內(nèi)的最大反力。底板的厚度一般