第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點構(gòu)造下

第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點構(gòu)造下第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二、豎向剪力作用

上翼緣有移動荷載或有固定集中荷載而無支承加勁肋時，翼緣焊縫還受到由局部壓力產(chǎn)生的豎向剪力Tv的作用，沿梁單位長度的豎向剪力為：在Tv的作用下焊縫強度應(yīng)滿足：三、水平和豎向剪力共同作用在Th和Tv共同作用下，應(yīng)滿足：把σf,τf代入得：設(shè)計時可先假定一焊腳尺寸，然后驗算?！纠?－14】

第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

第九節(jié)構(gòu)件的拼接一、等截面拉、壓桿拼接1、工廠拼接①拉桿：可以采用直接對焊（圖a）或拼接板加角焊縫(圖b)。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。②壓桿：可以采用直接對焊（圖a）或拼接板加角焊縫(圖b)。第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，使傳力盡量直接、均勻，避免應(yīng)力過分集中。確定腹板拼接板寬度時，要留夠施焊縱焊縫時操作焊條所需的空間。

2、工地拼接①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)。②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)。用焊接時，上段構(gòu)件要事先在工廠做好坡口，下段(或上、下兩段)帶有定位零件(槽鋼或角鋼)，保證施焊時位置正確。上、下段接觸面刨平頂緊直接承壓傳力時應(yīng)輔以少量焊縫和螺栓，使不能錯動。第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

拉壓桿的拼接宜按等強度原則來計算，亦即拼接材料和連接件都能傳遞斷開截面的最大內(nèi)力。二、變截面柱的拼接（略）

三、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。第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月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θ滿足tgθ≤1.5時，可以不必驗算。2、工地拼接的構(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(yù)留約500mm長度不焊。2)圖b將翼緣和腹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。第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3、工地拼接的計算翼緣板：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驗算：【例7－15】

第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第十節(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。

第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月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。第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月計算：

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20~30%。圖c：當計算螺栓①時可將短角鋼視為與次梁為一體。因此，螺栓①應(yīng)承擔次梁支反力R和力矩M=Re的共同作用，而螺栓②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①只承受反力R的作用，而螺栓②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①和焊縫②也分別承擔R或R和M=Re的共同作用。第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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。第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

第十一節(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。第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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。相鄰梁之間留一空隙，以便安裝時有調(diào)節(jié)余地。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，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，其厚度不能太薄；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；

第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月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)。第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二、梁柱的剛性連接（框架梁、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。

第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

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(yù)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，后一情況需對柱腹板和翼緣的強度和穩(wěn)定作出驗算。

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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。

第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月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

在梁的受拉翼緣處，柱翼緣板厚度應(yīng)滿足：（強度）第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月式中：――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。

第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四、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形截面柱:箱形截面柱:說明：①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。

第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月②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22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二節(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1、構(gòu)造如圖所示，除底板外根據(jù)具體需要，可配置靴梁、隔板和肋板。第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2、計算（1）底板的計算底板與基礎(chǔ)之間接觸面上的壓應(yīng)力可假定是均勻分布的，底板長度L和寬度B按下式確定：底板的厚度：由底板在基礎(chǔ)的反力作用下產(chǎn)生的彎矩計算決定。靴梁、肋板、隔板和柱的端面等均可作為底板的支承邊，將底板分成幾塊各種支承形式的區(qū)格，其中有四邊支承、三邊支承、兩相鄰邊支承和一邊支承（見圖b、d）。在均勻分布的基礎(chǔ)反力作用下，各區(qū)格單位寬度上最大彎矩為：第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四邊支承板：三邊支承板及兩相鄰邊支承板：一邊支承（懸臂）板：式中：

q――作用在底板單位面積上的壓力；a――四邊支承板中短邊的長度；

α――系數(shù),由邊長比b/a查表7-12.b為四邊支承板長邊的長度；

α1――三邊支承板中自由邊長度或兩相鄰邊支承板中對角線的長度；

β――系數(shù),由b1/a1查表7-13,三邊支承板中垂直于自由邊方向的長度或兩相鄰邊支承板中內(nèi)角頂點至對角線的垂直距離。

第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月取各區(qū)格板彎矩中的最大值Mmax來計算板的厚度t:若各區(qū)格中的彎矩值相差很大，應(yīng)調(diào)整底板尺寸和重新劃分區(qū)格。為了使底板具有足夠的剛度，以符合基礎(chǔ)反力均勻分布的假設(shè)，底板厚度一般為20～40mm，最小厚度通常為14mm。（2）焊縫計算計算時可偏安全地假定柱端與底板間的焊縫不受力,靴梁、隔板、肋板與底板的角焊縫則可按柱的軸心壓力N計算；柱與靴梁間的角焊縫也按受力N計算。注意每條焊縫的計算長度不應(yīng)大于60hf。

第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）靴梁、隔板和肋板靴梁可作為承受由底面焊縫傳來的均布力并支承于柱邊的雙懸臂簡支梁計算（圖）?？上雀鶕?jù)靴梁與柱身之間的焊縫長度要求來確定靴梁的高度，其厚度取略小于柱翼緣，然后再驗算其抗彎和抗剪強度。

隔板作為底板的支承邊，應(yīng)具有一定的剛度，其厚度可以比靴梁略薄些，高度略小些。在較大的柱腳中，隔板需要計算。肋板則可按懸臂梁