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鋼結構怎樣區分剛接和鉸接?

2021-07-20 08:28:54 點擊數:

鋼結構中,梁與柱的連接通常采用3種形式,柔性連接(也稱鉸接)、半剛性連接和剛性連接。在工程實踐中,如何判別一個節點屬于剛性、半剛性或鉸接連接主要是看其轉動剛度 ,剛性連接應不會產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 在端板連接節點中力的傳遞可將梁端彎矩簡化為一對力偶,拉力經受受拉翼緣傳遞。受拉螺栓對受拉翼緣對稱布置。壓力可以通過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,梁柱間無相對轉動,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,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。
        2.在鋼結構框架的傳統分析與設計中,為簡化分析設計過程,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,將意味著梁與柱之間沒有彎矩的傳遞,就轉動而論,用鉸連在一起的梁和柱將相互獨立地轉動連接性質的劃分應由下列三項指標來表征:抗彎剛度,轉動剛度,延性(轉動能力)。
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說,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。
       連接的轉動剛度由彎矩-轉角曲線的斜率來體現,它不是常量,轉動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進行分析。為此,應考察連接的初始剛度或標準荷載作用下的割線剛度。 剛性連接的剛度,理論上需要達到無限大,但實際上只要達到一定的限值就可以看作是剛性連接,問題在于如何從數量上做出界定。轉動能力屬于延性指標,塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動能力,以便后續的內力重分布能夠出現。

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