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鋼結構怎樣區分剛接和鉸接?

鋼結構怎樣區分剛接和鉸接?

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鋼結構中,梁與柱的連接通常采用3種形式,柔性連接(也稱(chēng)鉸接)、半剛性連接和剛性連接。在工程實(shí)踐中,如何判別一個(gè)節點(diǎn)屬于剛性、半剛性或鉸接連接主要是看其轉動(dòng)剛度 ,剛性連接應不會(huì )產(chǎn)生明顯的連接夾角變形,即連接夾角變形對結構抗力的減低應不超過(guò)5%。半剛性連接則介于二者之間。梁柱的半剛性連接可以采用在梁端焊上端板,用高強螺栓連接,或是用連于翼緣的上、下角鋼和高強螺栓。其設計要求如下:

    (1)端板連接 在端板連接節點(diǎn)中力的傳遞可將梁端彎矩簡(jiǎn)化為一對力偶,拉力經(jīng)受受拉翼緣傳遞。受拉螺栓對受拉翼緣對稱(chēng)布置。壓力可以通過(guò)端板或柱翼緣承壓傳遞,壓力區螺栓可少量設置,并和受拉螺栓一起傳遞剪力。

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

    1.剛性連接這種構造假定梁柱連接有足夠的剛性,梁柱間無(wú)相對轉動(dòng),連接能承受彎矩。鉸支連接這種構造假定結構承受重力荷載時(shí),主梁和柱之間只傳遞垂直剪力,不傳遞彎矩。這種連接可以不受約束的轉動(dòng)。

    2.在鋼結構框架的傳統分析與設計中,為簡(jiǎn)化分析設計過(guò)程,梁柱連接被認作理想的鉸接連接或完全的剛性連接,并且認為:

 

 連接對轉動(dòng)約束達到理想剛接的90%以上,可視為剛接;在外力作用下,柱梁軸線(xiàn)夾角的改變量達到理想鉸接的80%以上的連接視為鉸接。采用理想鉸接的假定,將意味著(zhù)梁與柱之間沒(méi)有彎矩的傳遞,就轉動(dòng)而論,用鉸連在一起的梁和柱將相互獨立地轉動(dòng)連接性質(zhì)的劃分應由下列三項指標來(lái)表征:抗彎剛度,轉動(dòng)剛度,延性(轉動(dòng)能力)。

    抗彎承載力是連接強度的主要項目,此外還有抗剪強度。剛性連接從理論上來(lái)說(shuō),承受彎矩和剪力的能力應該不低于梁的承載能力,亦即不低于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“強連接-弱構件”的原則。

    對于柔性連接則只要求其抗剪能力。半剛性連接介于剛性和柔性連接之間,必須具有一定的抗彎能力。

    連接的轉動(dòng)剛度由彎矩-轉角曲線(xiàn)的斜率來(lái)體現,它不是常量,轉動(dòng)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(tài)進(jìn)行分析。為此,應考察連接的初始剛度或標準荷載作用下的割線(xiàn)剛度。 剛性連接的剛度,理論上需要達到無(wú)限大,但實(shí)際上只要達到一定的限值就可以看作是剛性連接,問(wèn)題在于如何從數量上做出界定。轉動(dòng)能力屬于延性指標,塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動(dòng)能力,以便后續的內力重分布能夠出現。

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