對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)方法的探討

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)方法的探討對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)方法的探討摘要：本文根據(jù)作者近幾年工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了多高層鋼結(jié)構(gòu)梁 柱連接的三種方式，并對(duì)其性能及適應(yīng)范圍進(jìn)行了比較分析，結(jié)合地震作用下提出了加強(qiáng)連接節(jié)點(diǎn)的做法，提出了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作中要注意 的問題。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，探討Abstract: in this paper, according to the author in recent years work experie nee, this paper in troduced the high-rise steel structurebeam-colu

2、mn connection of 3 kinds of means, andits performa nee and the range of a comparative an alysis on earthquake un der the acti on of the no des on the in terface proposes stre ngthe ning practice, and puts forward the node desig n work must pay atte nti on to the problem.Keywords: steel structure, no

3、de desig n, this paper discusses中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)能否安全可靠的關(guān)鍵，他關(guān)系到結(jié)構(gòu)在荷 載作用下的整體性能以及單個(gè)構(gòu)件的受力分析。國內(nèi)外許多震害都表明，鋼結(jié)構(gòu)大多是由于節(jié)點(diǎn)首先破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體破壞。為此，鋼 結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)問題就值得我們關(guān)注和探討。1鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)形式的選擇進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析過程中應(yīng)想好用哪種節(jié)點(diǎn)形式， 根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選用，按照傳力特征不同，選擇節(jié)點(diǎn)分剛接、鉸接還 是半剛性連接。(1) 鉸接連接節(jié)點(diǎn)，本身擁有極大的柔性。鋼梁僅在腹板處采用 高強(qiáng)螺栓連接，上、下翼緣無需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接。采

4、用鉸接時(shí)構(gòu)造簡(jiǎn)單， 使現(xiàn)場(chǎng)安裝程序大為簡(jiǎn)化，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大大減小，現(xiàn)場(chǎng)安裝可以不受 天氣及季節(jié)的影響，鋼結(jié)構(gòu)的安裝速度大大提高。但是，鉸接連接剛 度和耗能性能差，對(duì)于結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震不利。(2) 剛性連接節(jié)點(diǎn)，具有很高的強(qiáng)度和剛度。其特點(diǎn)是受力性能 好，但構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大。設(shè)計(jì)中梁柱節(jié)點(diǎn)一般是做剛接，這是 由于梁柱節(jié)點(diǎn)承受的荷載一般較大而且還要抵御風(fēng)荷載和水平地震 引起的位移。(3) 半剛性連接節(jié)點(diǎn)，岡【J度和強(qiáng)度介于鉸接和剛接之間。 我國鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中沒有給出半剛性連接的具體計(jì)算和設(shè)計(jì)方案，而且 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度很難確定。這樣的節(jié)點(diǎn)形式在工程設(shè)計(jì)中一般很少采用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中習(xí)慣的做法是把連接當(dāng)

5、成理想剛接或者鉸接，這樣做能夠使計(jì)算大大簡(jiǎn)化，得到的計(jì)算結(jié)果必然與實(shí)際存在偏差。目前， 主要通過采用調(diào)整系數(shù)來減少這種偏差。2鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的連接方法多層及高層鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)可采用焊接、高強(qiáng)螺栓連接、焊接和 高強(qiáng)螺栓混合連接。2. 1高強(qiáng)度螺栓連接多層及高層鋼結(jié)構(gòu)要承受風(fēng)荷載的反復(fù)作用和地震的往復(fù)作用， 梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓， 不得采用承壓型螺栓連接。螺栓 連接由于安裝簡(jiǎn)單迅速，便于維護(hù)和加固，目前已廣泛用于橋梁結(jié)構(gòu)、 工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的連接中。2. 2全焊型連接焊接連接時(shí)疲勞敏感，焊接結(jié)構(gòu)的低溫冷脆問題比較突出， 產(chǎn)生 焊接殘余應(yīng)力和變形，對(duì)結(jié)構(gòu)工作產(chǎn)生不利影響，除因受力復(fù)雜，

6、接 頭剛度大或施焊不便的安裝接頭不宜采用焊接外， 可廣泛用于工業(yè)與 民用建筑鋼結(jié)構(gòu)中。全焊型梁柱連接的優(yōu)點(diǎn)及施工時(shí)注意事項(xiàng)。 試驗(yàn)結(jié)果表明，全焊 型梁柱連接的滯回性能好于栓焊型混合連接， 具有較好的塑性變形能 力。在全焊型梁柱連接中，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意選擇合適厚度的節(jié)點(diǎn)板。節(jié) 點(diǎn)板太強(qiáng)，不僅浪費(fèi)材料，也不能充分利用節(jié)點(diǎn)域的變形能力耗散地震能量；相反節(jié)點(diǎn)板太弱的梁柱連接雖然能發(fā)展相當(dāng)大的塑性變形， 但由于梁翼緣難以形成塑性，也限制了節(jié)點(diǎn)的耗能能力。同時(shí)，節(jié)點(diǎn) 域的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)過大會(huì)增加框架的水平位移，對(duì)框架的整體受力不利。 在這種連接中，梁上、下蓋板邊緣加工后與柱采用對(duì)接焊縫連接，蓋 板與梁的連接采用角焊

7、縫，梁腹板與柱連接通過鋼板或角鋼而連在一 起，鋼板或角鋼與梁腹板采用角焊縫連接，鋼板或角鋼與柱采用對(duì)接焊縫連接。在施工時(shí)應(yīng)保證對(duì)接焊縫的質(zhì)量，對(duì)接焊縫必須焊透，梁 上、蓋板與柱對(duì)接焊縫的質(zhì)量對(duì)梁柱剛性連接的滯回性能有很大的影 響。特別是焊縫與柱翼緣的連接面應(yīng)注意除油除漆，合理安排施工順序。下翼緣的焊接引弧板如果留在構(gòu)件上應(yīng)將其與柱焊接，最好跟梁翼緣也焊在一起，以減小對(duì)接焊縫未焊透對(duì)梁柱連接受力的不利影 響。2. 3摩擦型高強(qiáng)度螺栓與焊縫形成的混合連接（1）焊縫的破壞強(qiáng)度高于高強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度，抗滑極限強(qiáng)度，其比 值宜控制在13之間；（2）不能用于需要驗(yàn)算疲勞的連接中；（3）其 施工順序，應(yīng)根據(jù)板件

8、的厚度，施焊時(shí)能否采取反變形措施等具體條 件分析決定，一般采用先栓后焊的方式，此時(shí)高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度應(yīng)計(jì) 算焊接影響，作一定的拆減；當(dāng)采用先焊后栓且板間又不夾緊時(shí)，宜 采用大直徑螺栓，并需將螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值乘以拆減系數(shù)；（4） 在靜力荷載作用下，摩擦型高強(qiáng)度螺栓可以和側(cè)角焊縫共同作用。在直接承受動(dòng)荷載作用的連接中，則不能用這種連接，施工時(shí)一般采用 先栓后焊的程序，并在設(shè)計(jì)中考慮溫度影響將高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力予 以適當(dāng)拆減；（5）能共同工作的混合連接，其總承載力可按不同連接 方式承載力的總和考慮。3鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)在工程中的應(yīng)用歐美及我國廣泛采用的梁柱剛性連接又可分為三類：（1）梁端與柱的連接全

9、部采用焊接連接；（2）梁翼緣與柱的連接采 用焊接連接，梁腹板與柱的連接采用摩擦型高強(qiáng)螺栓接；（3）梁端與柱的連接采用普通T形 連接件的高強(qiáng)螺栓連接。在以上連接節(jié)點(diǎn)中，全焊連接型式是焊縫連接最充分的， 不會(huì)產(chǎn) 生滑移。從理論上講，良好的焊縫質(zhì)量和焊接構(gòu)造可以提供足夠的延 性，但在實(shí)際施工過程中存在一定的困難， 而且要求對(duì)焊縫進(jìn)行比較 嚴(yán)格的探傷檢查。此外，焊接殘余應(yīng)力和殘余變形也給實(shí)際結(jié)構(gòu)帶來 不利影響；高強(qiáng)螺栓連接施工比較方便，但存在接頭尺寸過大、鋼材 消耗較多。目前栓焊連接應(yīng)用較為普遍，工地安裝時(shí)，先用螺栓定位 后對(duì)翼緣施焊，具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)表明，其滯回曲線與 全焊連接的滯回曲線

10、接近，翼緣焊接對(duì)螺栓的預(yù)拉力有一定的影響， 使螺栓預(yù)拉力降低，因此高強(qiáng)螺栓的實(shí)際應(yīng)力應(yīng)留有富余度。梁柱連接節(jié)點(diǎn)的基本設(shè)計(jì)原則：節(jié)點(diǎn)必須能夠完全傳遞被連接板 件的壓力(或拉力)、彎矩和剪力等。在強(qiáng)震作用下節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力始終低 于框架梁的應(yīng)力，以保證在結(jié)構(gòu)在罕遇地震時(shí)，處于高應(yīng)力下的框架 梁可率先進(jìn)入塑性，發(fā)展成塑性鉸，使鋼結(jié)構(gòu)的良好延性得到充分發(fā) 揮來消耗地震能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)晚于構(gòu)件破壞，即“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的 設(shè)計(jì)思想。那么如何做到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)原則呢 ？通?？刹捎?塑性鉸的粱端增強(qiáng)式連接(如節(jié)點(diǎn)加焊蓋板等)或在離粱端不遠(yuǎn)處將 梁的上下翼緣進(jìn)行消弱的狗骨式連接。 通過這些構(gòu)造措施，來增強(qiáng)節(jié) 點(diǎn)的

11、延性，確保在較大的地震作用下，塑性鉸出現(xiàn)在梁內(nèi)，不出現(xiàn)節(jié) 點(diǎn)破壞現(xiàn)象。4鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題(1)連接的設(shè)計(jì)應(yīng)與內(nèi)力分析的假定相一致。在結(jié)構(gòu)分析前，就 應(yīng)該對(duì)連接節(jié)點(diǎn)的形式進(jìn)行充分的思考和分析，以保證最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式完全一致。(2)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不應(yīng)太復(fù)雜。 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位和安裝。此外，點(diǎn)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工廠的工藝水平。(3) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)盡可能避免偏心連接，不能完全避免時(shí)應(yīng)考慮偏心 連接對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。(4) 傳力要直接、連續(xù)。各構(gòu)件之間受力要明確，盡可能避免應(yīng) 力集中。(5) 注意破壞順序控制。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)主要構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)，避 免在結(jié)構(gòu)重要受力構(gòu)件還處于彈性變形階段時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)破壞而導(dǎo)致 整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌。(6) 注意構(gòu)造細(xì)節(jié)。使節(jié)點(diǎn)具有足夠的延性和韌性；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必 須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場(chǎng)焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。(7) 注意對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的加強(qiáng)保護(hù)。在梁柱可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段， 應(yīng)該限制板件寬厚比，防止