高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件

第十章構(gòu)造設(shè)計(jì)10.1構(gòu)件的拼接10.2梁與梁的連接10.3梁與柱連接的分類(lèi)10.4梁與柱連接的構(gòu)造10.5柱腳10.6桁架節(jié)點(diǎn)

第十章構(gòu)造設(shè)計(jì)10.1構(gòu)件的拼接110.1構(gòu)件的拼接

10.1.1等截面拉、壓桿拼接1、工廠拼接(1)直接對(duì)焊宜采用一、二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(2)拼接板加角焊縫應(yīng)傳力直接均勻；避免應(yīng)力過(guò)分集中；要有施焊空間。2、工地拼接(1)拉桿

①拼接板加高強(qiáng)度螺栓宜采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接。

②端板加高強(qiáng)度螺栓10.1構(gòu)件的拼接10.1.1等截面拉、壓桿拼接2高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件3高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件4(2)壓桿

①焊接上段柱要預(yù)先做好剖口，帶有定位零件，以保證施焊位置正確。

②刨平頂緊直接承壓傳力可輔以少量焊縫或螺栓。▲說(shuō)明

①拉壓桿拼接宜按等強(qiáng)原則計(jì)算,壓桿的拼接還應(yīng)注意不致因連接變形降低構(gòu)件剛度造成容易屈曲的弱點(diǎn)；

②拼接不僅要保證斷開(kāi)截面的強(qiáng)度，也要保證構(gòu)件的整體剛度。(2)壓桿510.1.2變截面柱拼接1、直接對(duì)焊適用于只改變翼緣厚度的情況。2、上下段柱共同焊于一塊平板腹板寬度變化不大時(shí)用。3、上下段柱共同焊于一塊平板腹板寬度變化大，且一側(cè)翼緣外表面平齊時(shí)用。4、上下段柱中線對(duì)齊5、上下段柱之間設(shè)變截面段6、下段柱為格構(gòu)柱時(shí)10.1.2變截面柱拼接6高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件7高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件8高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件9高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件1010.1.3梁拼接方式：對(duì)接焊縫的拼接、中翼緣用對(duì)接焊縫，而腹板則用拼接板和螺栓、拼接板及高強(qiáng)螺栓連接以及端板連接。等強(qiáng)設(shè)計(jì)和按構(gòu)件按具體內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算兩種方法。10.1.3梁111、分類(lèi)(1)工廠拼接主要是受到鋼材規(guī)格和現(xiàn)有鋼材尺寸限制而進(jìn)行的拼接。(2)工地拼接

主要是受到運(yùn)輸和安裝（起重）條件限制而進(jìn)行的拼接。2、型鋼梁拼接(1)同一截面對(duì)接焊縫（在M較小處拼接）(2)蓋板角焊縫

1、分類(lèi)123、組合梁對(duì)接焊縫拼接(1)工廠拼接

▲翼緣和腹板的接頭位置要相互錯(cuò)開(kāi),和加勁肋的位置也要錯(cuò)開(kāi);

▲對(duì)接焊縫要采用二級(jí)以上的檢查方法，施焊時(shí)要使用引弧板。3、組合梁對(duì)接焊縫拼接13(2)工地拼接▲為了便于運(yùn)輸，接頭位置一般在同一截面，但也可做成焊縫不在同一截面的接頭?！鵀榱藴p少焊接殘余應(yīng)力，腹板和翼緣的連接焊縫應(yīng)先留出500㎜的長(zhǎng)度在工廠不焊，待在工地將接頭焊好后，最后再焊。(2)工地拼接144、組合梁高強(qiáng)度螺栓工地拼接(1)翼緣拼接▲拼接板的凈截面面積不小于翼緣的凈截面面積；▲根據(jù)翼緣凈截面所能承受的軸力;

▲按軸心力N作用的連接計(jì)算方法確定高強(qiáng)度螺栓的數(shù)目。4、組合梁高強(qiáng)度螺栓工地拼接15(2)腹板拼接

腹板接頭受力：剪力V，彎矩剪力作用下，一個(gè)螺栓所受的剪力為：（↓）在彎矩作用下，螺栓群受扭，受力最大的螺栓所受剪力為：（→）注：由于梁的腹板高度較大，螺栓群的排列高而窄，所以可認(rèn)為在作用下，螺栓僅承受水平力。所以有：

(7-65)(2)腹板拼接(7-65)1610.1.4端板連接中板的厚度端板受彎，應(yīng)力分布復(fù)雜，化成等效梁計(jì)算：彈性、塑性彈性：一邊嵌固、三邊自由的板，垂直于板面有荷載P當(dāng)當(dāng)10.1.4端板連接中板的厚度當(dāng)當(dāng)17高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件18塑性：極限狀態(tài)階段有限元計(jì)算：式中當(dāng)為集中荷載時(shí)r＝0,塑性：19極限狀態(tài)撬力考慮撬力：塑性鉸機(jī)理極限狀態(tài)撬力考慮撬力：塑性鉸機(jī)理2010.2梁與梁的連接10.2.1簡(jiǎn)支連接10.2.2連續(xù)和半連續(xù)連接10.2梁與梁的連接2110.3梁與柱連接的分類(lèi)

連接的分類(lèi)：柔性連接、半剛性連接、剛性連接連接特性的表征：抗彎強(qiáng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、延性連接強(qiáng)度：抗彎承載力、抗剪強(qiáng)度。剛性連接承受彎矩和剪力的能力應(yīng)該不低于梁的承載能力，地震區(qū)的框架“強(qiáng)連接－弱構(gòu)件”；柔性連接的只要求其抗剪能力；半剛性連接介于剛性和柔性連接之間。連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:由M－θ曲線的斜率來(lái)體現(xiàn)，剛性連接的剛度達(dá)到一定限值就可以看作是剛性連接。轉(zhuǎn)動(dòng)能力：延性指標(biāo)。10.3梁與柱連接的分類(lèi)22高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件23半剛性連接和剛性連接分界的判定準(zhǔn)則：第一個(gè)準(zhǔn)則：正常使用極限狀態(tài)

第二個(gè)準(zhǔn)則：承載能力極限狀態(tài)半剛性連接和剛性連接分界的判定準(zhǔn)則：24歐盟規(guī)范EC3對(duì)有側(cè)移框架規(guī)定剛性連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Rki應(yīng)不低于25EIb/lb，無(wú)側(cè)移框架，EC3規(guī)定的剛性連接最小轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為8

EIb/lb。半剛性連接和柔性連接的分界，EC3規(guī)范的規(guī)定:剛性連接最低轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:歐盟規(guī)范EC3對(duì)有側(cè)移框架規(guī)定剛性連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Rki應(yīng)不2510.4梁與柱連接的構(gòu)造梁與柱的連接分類(lèi)：柔性連接(③,④,⑦)

剛接(⑤,②端板較厚時(shí))

半剛接(②,①,⑧,⑥)10.4梁與柱連接的構(gòu)造梁與柱的連接分類(lèi)：柔性連接(③,④26高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件2710.4.1柔性連接柔性連接只能承受很小的彎矩。幾種典型的梁和H形截面柱的柔性連接:連接角鋼、端板和承托

工程應(yīng)用支撐點(diǎn)的位置10.4.1柔性連接28用角鋼連接時(shí)，應(yīng)做下列驗(yàn)算：（1）螺栓驗(yàn)算，包括A列和B列；（2）角鋼驗(yàn)算，主要是抗剪；（3）當(dāng)梁切去一部分時(shí)，梁削弱截面的抗剪和抗彎計(jì)算。柔性連接保證梁端能轉(zhuǎn)動(dòng)：（1）控制連接角鋼的厚度；（2）B列采用不加預(yù)拉力的高強(qiáng)螺栓；（3）梁端和柱之間留出縫隙，使梁有轉(zhuǎn)動(dòng)的余地。用角鋼連接時(shí)，應(yīng)做下列驗(yàn)算：29單板連接的試驗(yàn)研究

ew=2.5（n-1）（cm）螺栓數(shù)越少，則連接延性越好。轉(zhuǎn)動(dòng)延性保證：連接板受剪屈服先于焊縫屈服和螺栓失效單板連接的試驗(yàn)研究轉(zhuǎn)動(dòng)延性保證：連接板受3010.4.2半剛性連接半剛性連接形式應(yīng)用范圍：層數(shù)不超過(guò)10～15的多層框架連接可做成半剛性連接，層數(shù)超過(guò)10～15層且不依靠支撐提供側(cè)向剛度，連接應(yīng)做成剛性連接。端板連接梁端存在剪力：端板的厚度不受影響，螺栓及梁端焊縫需要計(jì)算。當(dāng)端板厚度大且柱設(shè)有加勁肋時(shí)，這種連接可看成剛性連接，這類(lèi)連接最好由端板形成機(jī)構(gòu)控制。10.4.2半剛性連接31用上、下角鋼的連接所能承受的最大彎矩

用上、下角鋼的連接所能承受的最大彎矩32角鋼水平肢用高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，豎肢用抗拉高強(qiáng)螺栓，用上、下角鋼連接的試驗(yàn)：拉側(cè)角鋼豎肢確有撬力存在，豎肢上螺栓宜只設(shè)一行。角鋼水平肢則宜用兩行螺栓，上、下角鋼的連接的構(gòu)造是適合于半剛性連接的要求的。角鋼水平肢用高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，豎肢用抗拉高強(qiáng)3310.4.3多層框架的剛性連接

梁和柱的剛性連接：完全焊接的、完全栓接的以及兼用焊接和螺栓的。

10.4.3多層框架的剛性連接34高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件35剛性連接的計(jì)算，梁翼緣的連接傳遞全部彎矩，腹板的連接件則只傳遞剪力，然而研究表明，翼緣不僅承受彎矩引起的正應(yīng)力，還承受很大一部分剪應(yīng)力。箱形截面柱內(nèi)宜在梁上下翼緣平面設(shè)置橫隔板。方管尺寸不大的情況下，設(shè)置橫隔施工很不方便，在梁端兩側(cè)焊上短T形鋼或短角鋼，使其寬度和柱寬度相同，分析表明，用T形鋼加勁的梁柱連接剛性很好。剛性連接的計(jì)算，梁翼緣的連接傳遞全部彎矩，腹板的連接件則3610.4.4無(wú)加勁柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)的計(jì)算設(shè)置加勁肋：不設(shè)加勁肋、在腹板全寬上設(shè)兩道加勁肋和在腹板部分寬度上設(shè)置加勁肋。在全寬加勁肋之間曾經(jīng)有過(guò)腹板出現(xiàn)裂紋。

10.4.4無(wú)加勁柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)的計(jì)算37不設(shè)加勁肋柱的極限狀態(tài)：腹板屈服、屈曲、翼緣彎曲塑性或連接焊縫拉開(kāi)。1、柱腹板屈服腹板的有效寬度

柱腹板厚度應(yīng)不小于

歐盟規(guī)范EC3(考慮縱向壓力)不設(shè)加勁肋柱的極限狀態(tài)：腹板屈服、屈曲、翼緣彎曲38

2、柱腹板屈曲單向受壓的四邊簡(jiǎn)支板GB50017規(guī)范把式（10.10a）的28改為30。

未考慮縱向壓力2、柱腹板屈曲未考慮縱向壓力39

柱受拉區(qū)只需驗(yàn)算翼緣及其焊縫。柱翼緣在梁翼緣傳來(lái)的拉力作用下有如兩塊承受線荷載的三邊嵌固板，每塊板承受拉力為3.5fytc2

3、柱翼緣彎曲出現(xiàn)塑性鉸拉力在翼緣的影響長(zhǎng)度用屈服線理論導(dǎo)出兩側(cè)翼緣板的承載力設(shè)計(jì)值分別為：柱受拉區(qū)只需驗(yàn)算翼緣及其焊縫。柱翼緣在梁翼緣傳來(lái)的拉力作40梁翼緣若用角焊縫和柱相連，則焊縫中部有被拉脫危險(xiǎn)，焊縫的有效長(zhǎng)度應(yīng)按式（9.6）和表（9.2）計(jì)算。統(tǒng)計(jì)分析此項(xiàng)最小值為0.154、柱翼緣連接焊縫破壞梁翼緣若用角焊縫和柱相連，則焊縫中部有被拉脫危41柱翼緣、腹板加強(qiáng)措施：壓力或拉力作用的計(jì)算不能滿足，對(duì)柱腹板設(shè)置橫向加勁肋，加勁肋厚度取梁翼緣厚度的0.5～1.0倍。加設(shè)斜加勁肋、腹板兩側(cè)焊板

柱翼緣、腹板加強(qiáng)措施：4210.4.5單層框架的剛性連接單跨的單層剛架橫梁與柱節(jié)點(diǎn)的連接形式如圖10.25。加腋節(jié)點(diǎn)，一是提高梁端截面抵抗彎矩的能力，二是增大梁端截面螺栓連接的力臂。

10.4.5單層框架的剛性連接43中柱上端和人字形橫梁的脊節(jié)點(diǎn)連接形式中柱上端和人字形橫梁的脊節(jié)點(diǎn)連接形式44加腋的柱頂節(jié)點(diǎn)傾斜的內(nèi)側(cè)翼緣的截面積A2b應(yīng)比原翼緣截面積A1b放大。節(jié)點(diǎn)中心加勁肋加腋的柱頂節(jié)點(diǎn)傾斜的內(nèi)側(cè)翼緣的截面積A2b應(yīng)比原45當(dāng)翼緣逐漸轉(zhuǎn)變方向時(shí)，也要考慮類(lèi)似影響當(dāng)翼緣逐漸轉(zhuǎn)變方向時(shí)，也要考慮類(lèi)似影響4610.5柱腳10.5.1柱腳的構(gòu)成

柱腳的作用放大柱端面積;將柱內(nèi)力傳遞給基礎(chǔ);固定柱子

柱腳的分類(lèi)

鉸接柱腳——只傳遞軸力N(軸心受壓柱采用)剛接柱腳——傳遞軸力N，彎矩M(偏心受壓柱采用)10.5柱腳柱腳的作用放大柱端面積;將柱內(nèi)力傳遞給基47

型式和構(gòu)造※

軸承式鉸接柱腳；※

平板式鉸接柱腳；※

平板式剛接柱腳※埋入式、外包式剛接柱腳；※

靴梁式鉸接柱腳；※靴梁式剛接柱腳；型式和構(gòu)造48高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件49高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件50高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件51高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件5210.5.2柱腳的計(jì)算

H形截面柱，無(wú)加勁肋H形截面柱，翼緣有三角形肋

1、底板承壓面積10.5.2柱腳的計(jì)算H形截面柱，無(wú)加勁肋1、底板53構(gòu)造復(fù)雜的柱腳，承壓面積可以由靴梁板和肋板的每側(cè)取寬度c=ntp組成砼等級(jí)在C15和C30之間變動(dòng)c=1.5tp歐盟規(guī)范1993試行構(gòu)造復(fù)雜的柱腳，承壓面積可以由靴梁板和肋板的每側(cè)取寬度c54底板的厚度由其最大彎矩決定，底板單位寬度的最大彎矩歐盟規(guī)范2、底板厚度底板厚度應(yīng)不小于底板的厚度由其最大彎矩決定，底板單位寬度的最大彎矩歐盟規(guī)范255壓板屈曲壓板屈服當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)3、底板加勁肋壓板屈曲5610.6桁架節(jié)點(diǎn)10.6.1節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)賦予節(jié)點(diǎn)以一定的側(cè)向剛度10.6桁架節(jié)點(diǎn)10.6.1節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度5710.6.2節(jié)點(diǎn)板受力分析和有關(guān)構(gòu)造處理

屋脊節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)板負(fù)擔(dān)過(guò)重，會(huì)造成節(jié)點(diǎn)板厚度太大，板邊緣最大壓應(yīng)力取H=0.9Nh=3bae=h/2板邊緣應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)10.6.2節(jié)點(diǎn)板受力分析和有關(guān)構(gòu)造處理屋脊58減輕節(jié)點(diǎn)板厚度：外貼蓋板、內(nèi)貼蓋板和內(nèi)貼彎折角鋼節(jié)點(diǎn)板厚度弦桿承擔(dān)的力減輕節(jié)點(diǎn)板厚度：外貼蓋板、內(nèi)貼蓋板和內(nèi)貼彎折角鋼59

節(jié)點(diǎn)板一般不宜負(fù)擔(dān)在弦桿之間傳力任務(wù)，當(dāng)桁架跨度較大，弦桿需要改變截面時(shí)，最好在節(jié)點(diǎn)范圍之外、弦桿內(nèi)力較小的一側(cè)做不同截面桿的拼接，使節(jié)點(diǎn)板只在桿和腹桿之間傳力。如果在工地拼裝節(jié)點(diǎn)，弦桿的拼接需要做在節(jié)點(diǎn)中心處，不使節(jié)點(diǎn)板起弦桿拼接板的作用。節(jié)點(diǎn)板一般不宜負(fù)擔(dān)在弦桿之間傳力任務(wù)，當(dāng)桁架跨度較大，弦60對(duì)跨度和荷載都較大的桁架，需要分析節(jié)點(diǎn)板的受力情況，從而確定其厚度。用有限元方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)板比較有效。對(duì)跨度和荷載都較大的桁架，需要分析節(jié)點(diǎn)板的受力情況，61板按有效截面驗(yàn)算：有效寬度be的取法從第一行的外側(cè)連接件向外以30°角分布，到最后一行連接件軸線上截得寬度be板按有效截面驗(yàn)算：有效寬度be的取法從62剪拉聯(lián)合破壞壓曲破壞節(jié)點(diǎn)板拉裂計(jì)算第i段撕裂面上的平均正應(yīng)力和平均剪應(yīng)力分別為剪拉聯(lián)合破壞節(jié)點(diǎn)板拉裂計(jì)算第i段撕裂面上的63

對(duì)節(jié)點(diǎn)板受壓區(qū)需要驗(yàn)算圖10.40（b）左側(cè)所示有陰影線的三個(gè)區(qū)域的穩(wěn)定。當(dāng)時(shí)，驗(yàn)算強(qiáng)度。節(jié)點(diǎn)無(wú)豎桿時(shí)，時(shí)即須計(jì)算穩(wěn)定。

角鋼桁架節(jié)點(diǎn)板要求水平自由邊bg不超過(guò)。

64

節(jié)點(diǎn)板的受力情況還和桁架變形有關(guān)，上桿受壓縮短時(shí)，促使節(jié)點(diǎn)板屈曲。兩桿之間的夾角在桁架變形時(shí)趨向于張大，也會(huì)造成損害。螺栓連接的節(jié)點(diǎn)，受桁架變形影響會(huì)小一些。

6510.6.3節(jié)點(diǎn)上的偏心節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)盡量避免出現(xiàn)偏心，不能完全避免則應(yīng)盡量減小，使不產(chǎn)生顯著影響，否則就應(yīng)計(jì)算偏心的效應(yīng)10.6.3節(jié)點(diǎn)上的偏心66跨度較大的桁架改變弦桿截面時(shí)，不同截面的弦桿軸線最好不相距過(guò)遠(yuǎn)。1、不等厚角度2、不等角鋼3、加板跨度較大的桁架改變弦桿截面時(shí)，不同截面的弦桿軸線最好不相67桿件夾角很小節(jié)點(diǎn)很容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)偏心。桿件夾角很小節(jié)點(diǎn)很容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)偏心。68避免節(jié)點(diǎn)偏心的原則不是絕對(duì)的避免節(jié)點(diǎn)偏心的原則不是絕對(duì)的69

10.7、10.8節(jié)自學(xué)

10.7、10.8節(jié)自學(xué)70作業(yè)：習(xí)題10-1試評(píng)論教材圖10-15梁柱連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)方案，并提出另一種方案與之比較。習(xí)題10-2框架支撐點(diǎn)如圖所示，梁、柱和斜桿為H型鋼截面高度分別為600、400和300mm，工地用高強(qiáng)度螺栓連接，試給出節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖，要求構(gòu)件中心交匯（按比例繪圖）節(jié)點(diǎn)作業(yè)：習(xí)題10-2框架支撐點(diǎn)如圖所示，梁、柱和斜桿為H型鋼截71第十章構(gòu)造設(shè)計(jì)10.1構(gòu)件的拼接10.2梁與梁的連接10.3梁與柱連接的分類(lèi)10.4梁與柱連接的構(gòu)造10.5柱腳10.6桁架節(jié)點(diǎn)

第十章構(gòu)造設(shè)計(jì)10.1構(gòu)件的拼接7210.1構(gòu)件的拼接

10.1.1等截面拉、壓桿拼接1、工廠拼接(1)直接對(duì)焊宜采用一、二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(2)拼接板加角焊縫應(yīng)傳力直接均勻；避免應(yīng)力過(guò)分集中；要有施焊空間。2、工地拼接(1)拉桿

①拼接板加高強(qiáng)度螺栓宜采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接。

②端板加高強(qiáng)度螺栓10.1構(gòu)件的拼接10.1.1等截面拉、壓桿拼接73高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件74高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件75(2)壓桿

①焊接上段柱要預(yù)先做好剖口，帶有定位零件，以保證施焊位置正確。

②刨平頂緊直接承壓傳力可輔以少量焊縫或螺栓?！f(shuō)明

①拉壓桿拼接宜按等強(qiáng)原則計(jì)算,壓桿的拼接還應(yīng)注意不致因連接變形降低構(gòu)件剛度造成容易屈曲的弱點(diǎn)；

②拼接不僅要保證斷開(kāi)截面的強(qiáng)度，也要保證構(gòu)件的整體剛度。(2)壓桿7610.1.2變截面柱拼接1、直接對(duì)焊適用于只改變翼緣厚度的情況。2、上下段柱共同焊于一塊平板腹板寬度變化不大時(shí)用。3、上下段柱共同焊于一塊平板腹板寬度變化大，且一側(cè)翼緣外表面平齊時(shí)用。4、上下段柱中線對(duì)齊5、上下段柱之間設(shè)變截面段6、下段柱為格構(gòu)柱時(shí)10.1.2變截面柱拼接77高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件78高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件79高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件80高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件8110.1.3梁拼接方式：對(duì)接焊縫的拼接、中翼緣用對(duì)接焊縫，而腹板則用拼接板和螺栓、拼接板及高強(qiáng)螺栓連接以及端板連接。等強(qiáng)設(shè)計(jì)和按構(gòu)件按具體內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算兩種方法。10.1.3梁821、分類(lèi)(1)工廠拼接主要是受到鋼材規(guī)格和現(xiàn)有鋼材尺寸限制而進(jìn)行的拼接。(2)工地拼接

主要是受到運(yùn)輸和安裝（起重）條件限制而進(jìn)行的拼接。2、型鋼梁拼接(1)同一截面對(duì)接焊縫（在M較小處拼接）(2)蓋板角焊縫

1、分類(lèi)833、組合梁對(duì)接焊縫拼接(1)工廠拼接

▲翼緣和腹板的接頭位置要相互錯(cuò)開(kāi),和加勁肋的位置也要錯(cuò)開(kāi);

▲對(duì)接焊縫要采用二級(jí)以上的檢查方法，施焊時(shí)要使用引弧板。3、組合梁對(duì)接焊縫拼接84(2)工地拼接▲為了便于運(yùn)輸，接頭位置一般在同一截面，但也可做成焊縫不在同一截面的接頭。▲為了減少焊接殘余應(yīng)力，腹板和翼緣的連接焊縫應(yīng)先留出500㎜的長(zhǎng)度在工廠不焊，待在工地將接頭焊好后，最后再焊。(2)工地拼接854、組合梁高強(qiáng)度螺栓工地拼接(1)翼緣拼接▲拼接板的凈截面面積不小于翼緣的凈截面面積；▲根據(jù)翼緣凈截面所能承受的軸力;

▲按軸心力N作用的連接計(jì)算方法確定高強(qiáng)度螺栓的數(shù)目。4、組合梁高強(qiáng)度螺栓工地拼接86(2)腹板拼接

腹板接頭受力：剪力V，彎矩剪力作用下，一個(gè)螺栓所受的剪力為：（↓）在彎矩作用下，螺栓群受扭，受力最大的螺栓所受剪力為：（→）注：由于梁的腹板高度較大，螺栓群的排列高而窄，所以可認(rèn)為在作用下，螺栓僅承受水平力。所以有：

(7-65)(2)腹板拼接(7-65)8710.1.4端板連接中板的厚度端板受彎，應(yīng)力分布復(fù)雜，化成等效梁計(jì)算：彈性、塑性彈性：一邊嵌固、三邊自由的板，垂直于板面有荷載P當(dāng)當(dāng)10.1.4端板連接中板的厚度當(dāng)當(dāng)88高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件89塑性：極限狀態(tài)階段有限元計(jì)算：式中當(dāng)為集中荷載時(shí)r＝0,塑性：90極限狀態(tài)撬力考慮撬力：塑性鉸機(jī)理極限狀態(tài)撬力考慮撬力：塑性鉸機(jī)理9110.2梁與梁的連接10.2.1簡(jiǎn)支連接10.2.2連續(xù)和半連續(xù)連接10.2梁與梁的連接9210.3梁與柱連接的分類(lèi)

連接的分類(lèi)：柔性連接、半剛性連接、剛性連接連接特性的表征：抗彎強(qiáng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、延性連接強(qiáng)度：抗彎承載力、抗剪強(qiáng)度。剛性連接承受彎矩和剪力的能力應(yīng)該不低于梁的承載能力，地震區(qū)的框架“強(qiáng)連接－弱構(gòu)件”；柔性連接的只要求其抗剪能力；半剛性連接介于剛性和柔性連接之間。連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:由M－θ曲線的斜率來(lái)體現(xiàn)，剛性連接的剛度達(dá)到一定限值就可以看作是剛性連接。轉(zhuǎn)動(dòng)能力：延性指標(biāo)。10.3梁與柱連接的分類(lèi)93高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件94半剛性連接和剛性連接分界的判定準(zhǔn)則：第一個(gè)準(zhǔn)則：正常使用極限狀態(tài)

第二個(gè)準(zhǔn)則：承載能力極限狀態(tài)半剛性連接和剛性連接分界的判定準(zhǔn)則：95歐盟規(guī)范EC3對(duì)有側(cè)移框架規(guī)定剛性連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Rki應(yīng)不低于25EIb/lb，無(wú)側(cè)移框架，EC3規(guī)定的剛性連接最小轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為8

EIb/lb。半剛性連接和柔性連接的分界，EC3規(guī)范的規(guī)定:剛性連接最低轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:歐盟規(guī)范EC3對(duì)有側(cè)移框架規(guī)定剛性連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度Rki應(yīng)不9610.4梁與柱連接的構(gòu)造梁與柱的連接分類(lèi)：柔性連接(③,④,⑦)

剛接(⑤,②端板較厚時(shí))

半剛接(②,①,⑧,⑥)10.4梁與柱連接的構(gòu)造梁與柱的連接分類(lèi)：柔性連接(③,④97高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件9810.4.1柔性連接柔性連接只能承受很小的彎矩。幾種典型的梁和H形截面柱的柔性連接:連接角鋼、端板和承托

工程應(yīng)用支撐點(diǎn)的位置10.4.1柔性連接99用角鋼連接時(shí)，應(yīng)做下列驗(yàn)算：（1）螺栓驗(yàn)算，包括A列和B列；（2）角鋼驗(yàn)算，主要是抗剪；（3）當(dāng)梁切去一部分時(shí)，梁削弱截面的抗剪和抗彎計(jì)算。柔性連接保證梁端能轉(zhuǎn)動(dòng)：（1）控制連接角鋼的厚度；（2）B列采用不加預(yù)拉力的高強(qiáng)螺栓；（3）梁端和柱之間留出縫隙，使梁有轉(zhuǎn)動(dòng)的余地。用角鋼連接時(shí)，應(yīng)做下列驗(yàn)算：100單板連接的試驗(yàn)研究

ew=2.5（n-1）（cm）螺栓數(shù)越少，則連接延性越好。轉(zhuǎn)動(dòng)延性保證：連接板受剪屈服先于焊縫屈服和螺栓失效單板連接的試驗(yàn)研究轉(zhuǎn)動(dòng)延性保證：連接板受10110.4.2半剛性連接半剛性連接形式應(yīng)用范圍：層數(shù)不超過(guò)10～15的多層框架連接可做成半剛性連接，層數(shù)超過(guò)10～15層且不依靠支撐提供側(cè)向剛度，連接應(yīng)做成剛性連接。端板連接梁端存在剪力：端板的厚度不受影響，螺栓及梁端焊縫需要計(jì)算。當(dāng)端板厚度大且柱設(shè)有加勁肋時(shí)，這種連接可看成剛性連接，這類(lèi)連接最好由端板形成機(jī)構(gòu)控制。10.4.2半剛性連接102用上、下角鋼的連接所能承受的最大彎矩

用上、下角鋼的連接所能承受的最大彎矩103角鋼水平肢用高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，豎肢用抗拉高強(qiáng)螺栓，用上、下角鋼連接的試驗(yàn)：拉側(cè)角鋼豎肢確有撬力存在，豎肢上螺栓宜只設(shè)一行。角鋼水平肢則宜用兩行螺栓，上、下角鋼的連接的構(gòu)造是適合于半剛性連接的要求的。角鋼水平肢用高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，豎肢用抗拉高強(qiáng)10410.4.3多層框架的剛性連接

梁和柱的剛性連接：完全焊接的、完全栓接的以及兼用焊接和螺栓的。

10.4.3多層框架的剛性連接105高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件106剛性連接的計(jì)算，梁翼緣的連接傳遞全部彎矩，腹板的連接件則只傳遞剪力，然而研究表明，翼緣不僅承受彎矩引起的正應(yīng)力，還承受很大一部分剪應(yīng)力。箱形截面柱內(nèi)宜在梁上下翼緣平面設(shè)置橫隔板。方管尺寸不大的情況下，設(shè)置橫隔施工很不方便，在梁端兩側(cè)焊上短T形鋼或短角鋼，使其寬度和柱寬度相同，分析表明，用T形鋼加勁的梁柱連接剛性很好。剛性連接的計(jì)算，梁翼緣的連接傳遞全部彎矩，腹板的連接件則10710.4.4無(wú)加勁柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)的計(jì)算設(shè)置加勁肋：不設(shè)加勁肋、在腹板全寬上設(shè)兩道加勁肋和在腹板部分寬度上設(shè)置加勁肋。在全寬加勁肋之間曾經(jīng)有過(guò)腹板出現(xiàn)裂紋。

10.4.4無(wú)加勁柱在節(jié)點(diǎn)區(qū)的計(jì)算108不設(shè)加勁肋柱的極限狀態(tài)：腹板屈服、屈曲、翼緣彎曲塑性或連接焊縫拉開(kāi)。1、柱腹板屈服腹板的有效寬度

柱腹板厚度應(yīng)不小于

歐盟規(guī)范EC3(考慮縱向壓力)不設(shè)加勁肋柱的極限狀態(tài)：腹板屈服、屈曲、翼緣彎曲109

2、柱腹板屈曲單向受壓的四邊簡(jiǎn)支板GB50017規(guī)范把式（10.10a）的28改為30。

未考慮縱向壓力2、柱腹板屈曲未考慮縱向壓力110

柱受拉區(qū)只需驗(yàn)算翼緣及其焊縫。柱翼緣在梁翼緣傳來(lái)的拉力作用下有如兩塊承受線荷載的三邊嵌固板，每塊板承受拉力為3.5fytc2

3、柱翼緣彎曲出現(xiàn)塑性鉸拉力在翼緣的影響長(zhǎng)度用屈服線理論導(dǎo)出兩側(cè)翼緣板的承載力設(shè)計(jì)值分別為：柱受拉區(qū)只需驗(yàn)算翼緣及其焊縫。柱翼緣在梁翼緣傳來(lái)的拉力作111梁翼緣若用角焊縫和柱相連，則焊縫中部有被拉脫危險(xiǎn)，焊縫的有效長(zhǎng)度應(yīng)按式（9.6）和表（9.2）計(jì)算。統(tǒng)計(jì)分析此項(xiàng)最小值為0.154、柱翼緣連接焊縫破壞梁翼緣若用角焊縫和柱相連，則焊縫中部有被拉脫危112柱翼緣、腹板加強(qiáng)措施：壓力或拉力作用的計(jì)算不能滿足，對(duì)柱腹板設(shè)置橫向加勁肋，加勁肋厚度取梁翼緣厚度的0.5～1.0倍。加設(shè)斜加勁肋、腹板兩側(cè)焊板

柱翼緣、腹板加強(qiáng)措施：11310.4.5單層框架的剛性連接單跨的單層剛架橫梁與柱節(jié)點(diǎn)的連接形式如圖10.25。加腋節(jié)點(diǎn)，一是提高梁端截面抵抗彎矩的能力，二是增大梁端截面螺栓連接的力臂。

10.4.5單層框架的剛性連接114中柱上端和人字形橫梁的脊節(jié)點(diǎn)連接形式中柱上端和人字形橫梁的脊節(jié)點(diǎn)連接形式115加腋的柱頂節(jié)點(diǎn)傾斜的內(nèi)側(cè)翼緣的截面積A2b應(yīng)比原翼緣截面積A1b放大。節(jié)點(diǎn)中心加勁肋加腋的柱頂節(jié)點(diǎn)傾斜的內(nèi)側(cè)翼緣的截面積A2b應(yīng)比原116當(dāng)翼緣逐漸轉(zhuǎn)變方向時(shí)，也要考慮類(lèi)似影響當(dāng)翼緣逐漸轉(zhuǎn)變方向時(shí)，也要考慮類(lèi)似影響11710.5柱腳10.5.1柱腳的構(gòu)成

柱腳的作用放大柱端面積;將柱內(nèi)力傳遞給基礎(chǔ);固定柱子

柱腳的分類(lèi)

鉸接柱腳——只傳遞軸力N(軸心受壓柱采用)剛接柱腳——傳遞軸力N，彎矩M(偏心受壓柱采用)10.5柱腳柱腳的作用放大柱端面積;將柱內(nèi)力傳遞給基118

型式和構(gòu)造※

軸承式鉸接柱腳；※

平板式鉸接柱腳；※

平板式剛接柱腳※埋入式、外包式剛接柱腳；※

靴梁式鉸接柱腳；※靴梁式剛接柱腳；型式和構(gòu)造119高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件120高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件121高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件122高等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第十章-課件12310.5.2柱腳的計(jì)算

H形截面柱，無(wú)加勁肋H形截面柱，翼緣有三角形肋

1、底板承壓面積10.5.2柱腳的計(jì)算H形截面柱，無(wú)加勁肋1、底板124構(gòu)造復(fù)雜的柱腳，承壓面積可以由靴梁板和肋板的每側(cè)取寬度c=ntp組成砼等級(jí)在C15和C30之間變動(dòng)c=1.5tp歐盟規(guī)范1993試行構(gòu)造復(fù)雜的柱腳，承壓面積可以由靴梁板和肋板的每側(cè)取寬度c125底板的厚度由其最大彎矩決定，底板單位寬度的最大彎矩歐盟規(guī)范2、底板厚度底板厚度應(yīng)不小于底板的厚度由其最大彎矩決定，底板單位寬度的最大彎矩歐盟規(guī)范2126壓板屈曲壓板屈服當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)3、底板加勁肋壓板屈曲12710.6桁架節(jié)點(diǎn)10.6.1節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)賦予節(jié)點(diǎn)以一定的側(cè)向