钢结构的连接和节点构造(下).ppt
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1、第七章钢结构的连接和节点构造 第九节第九节 翼缘焊缝的计算翼缘焊缝的计算一、水平剪力作用一、水平剪力作用在沿梁轴的单位长度上的水平在沿梁轴的单位长度上的水平剪力剪力T Th h为为:采用双面角焊缝时:采用双面角焊缝时:第七章钢结构的连接和节点构造二、竖向剪力作用二、竖向剪力作用 上翼缘有上翼缘有移动荷载移动荷载或或有固定集中荷载而无支承加劲有固定集中荷载而无支承加劲肋肋时,翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力时,翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力T Tv v的的作用,沿梁单位长度的竖向剪力为:作用,沿梁单位长度的竖向剪力为:在在T Th h和和T Tv v共同作用下,应满足:共同作用下,
2、应满足:把把f f,f f代入得:代入得:【例例7 71414】第七章钢结构的连接和节点构造 第十节第十节 构件的拼接构件的拼接一、等截面拉、压杆拼接一、等截面拉、压杆拼接1 1、工厂拼接、工厂拼接 可以采用可以采用直接对焊直接对焊(图(图a a)或)或拼接板加角焊缝拼接板加角焊缝(图图b)b)。对于拉杆直接对焊时。对于拉杆直接对焊时焊缝质量必须达到一、二焊缝质量必须达到一、二级质量标准,否则要采用级质量标准,否则要采用拼接板加角焊缝。拼接板加角焊缝。采用拼接板加角焊缝采用拼接板加角焊缝时,构件的翼缘和腹板都时,构件的翼缘和腹板都应有各自的拼接板和焊缝应有各自的拼接板和焊缝第七章钢结构的连接和
3、节点构造 2 2、工地拼接、工地拼接拉杆:拉杆:可以用可以用拼接板加高强螺栓拼接板加高强螺栓(图图c)c)或或端板加高强端板加高强 螺栓螺栓(图图d)d)。压杆:压杆:可以采用可以采用焊接焊接(图图e e、f)f)或或上、下段接触面刨平上、下段接触面刨平顶紧顶紧直接承压传力直接承压传力(图图g g、h)h)。拉压杆的拼接宜按等强度原则来计算拉压杆的拼接宜按等强度原则来计算,亦即拼接材,亦即拼接材料和连接件都能传递断开截面的最大内力。料和连接件都能传递断开截面的最大内力。第七章钢结构的连接和节点构造二、梁的拼接二、梁的拼接 梁的拼接施工条件的不同分为梁的拼接施工条件的不同分为车间(工厂)拼接车间
4、(工厂)拼接和和工地拼接工地拼接两种。两种。1 1、工厂拼接、工厂拼接1 1)翼缘和腹板的工厂拼接位置)翼缘和腹板的工厂拼接位置最好错开,以避免焊缝集中。最好错开,以避免焊缝集中。2 2)翼缘和腹板的拼接焊缝一般)翼缘和腹板的拼接焊缝一般采用对接焊缝。采用对接焊缝。3 3)对于满足)对于满足1 1、2 2级焊缝质量检级焊缝质量检验级别的焊缝不需要进行验算。验级别的焊缝不需要进行验算。4)4)对于满足对于满足3 3级焊缝质量检验级别的焊缝需要进行验算级焊缝质量检验级别的焊缝需要进行验算.当焊缝强度不足时可采用斜焊缝。当当焊缝强度不足时可采用斜焊缝。当满足满足tg1.5tg1.5时,可以不必验算。
5、时,可以不必验算。第七章钢结构的连接和节点构造2 2、工地拼接、工地拼接构造:构造:1 1)工地拼接一般应使翼缘和腹)工地拼接一般应使翼缘和腹板在同一截面处断开,以便于分板在同一截面处断开,以便于分段运输(图段运输(图a a)。为了使翼缘板)。为了使翼缘板在焊接过程中有一定地伸缩余地,在焊接过程中有一定地伸缩余地,以减少焊接残余应力,可在工厂以减少焊接残余应力,可在工厂预留约预留约500mm500mm长度不焊。长度不焊。2)2)图图b b将翼缘和腹板的拼接位置适当错开的方式,可以将翼缘和腹板的拼接位置适当错开的方式,可以避免焊缝集中在同一截面,但运输有一定困难。避免焊缝集中在同一截面,但运输有
6、一定困难。3 3)对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大)对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大型梁,其工地拼接常采用高强螺栓连接。型梁,其工地拼接常采用高强螺栓连接。500500 5005001234 45 51245345第七章钢结构的连接和节点构造计算:计算:翼缘板:翼缘板:翼缘拼接以及每侧的翼缘拼接以及每侧的高强度螺栓,通常由高强度螺栓,通常由等强度条等强度条件件决定,拼接板的净截面积应决定,拼接板的净截面积应不不小于翼缘的净截面积,高强度螺栓能承受按翼缘净截小于翼缘的净截面积,高强度螺栓能承受按翼缘净截面面积面面积N=N=A An nf f计算的轴向力。计算的轴向力。腹板
7、:腹板:腹板的拼接通常先进行螺栓布置,然后验算。腹板的拼接通常先进行螺栓布置,然后验算。腹板拼接板及每侧的高强度螺栓,主要承受拼接截面的腹板拼接板及每侧的高强度螺栓,主要承受拼接截面的全部剪力全部剪力V V及按刚度分配到截面上的弯及按刚度分配到截面上的弯(扭扭)矩矩M Mw w。受力最大的螺栓应满足:受力最大的螺栓应满足:其中:其中:,为使腹板上的螺栓和翼缘上的螺栓受力协调为使腹板上的螺栓和翼缘上的螺栓受力协调 :腹板拼接板的净截面强度验算:腹板拼接板的净截面强度验算:【例例7 71515】第七章钢结构的连接和节点构造第十一节第十一节 主次梁的连接主次梁的连接一次梁为简支梁一次梁为简支梁1 1
8、、叠接、叠接构造:构造:在主梁上的相应位置应设置支在主梁上的相应位置应设置支承加劲肋,以免主梁腹板承受过大的承加劲肋,以免主梁腹板承受过大的局部压力。局部压力。特点:特点:构造简单,次梁安装方便,但构造简单,次梁安装方便,但主、次梁体系所占的净空大。主、次梁体系所占的净空大。计算:计算:一般不用计算,螺栓只是起到一般不用计算,螺栓只是起到安装固定作用。安装固定作用。第七章钢结构的连接和节点构造2 2、侧面连接:、侧面连接:构造构造:次梁连于主梁的侧面次梁连于主梁的侧面,可可以直接连在主梁的加劲肋上(图以直接连在主梁的加劲肋上(图a a、b b)或连于短角钢上(图)或连于短角钢上(图c c)。)
9、。特点:特点:图图a:a:为用螺栓连于劲肋上为用螺栓连于劲肋上,构造构造简单,安装方便,但须将次梁的简单,安装方便,但须将次梁的上翼缘和下翼缘的一侧切除;上翼缘和下翼缘的一侧切除;图图b:b:为采用工地焊缝连接,此时螺栓仅起临时固定为采用工地焊缝连接,此时螺栓仅起临时固定作用,但次梁腹板端部焊缝焊接不太方便;作用,但次梁腹板端部焊缝焊接不太方便;图图c c、d:d:为用短角钢连接为用短角钢连接主次梁的螺栓连接或安装焊主次梁的螺栓连接或安装焊缝,需要将上翼缘局部切去。缝,需要将上翼缘局部切去。第七章钢结构的连接和节点构造计算:计算:图图a a、b b:连连接接需需要要的的焊焊缝缝或或螺螺栓栓应应
10、按按次次梁梁的的反反力力计计算,考虑到并非理想铰接,故计算时,宜将次梁反力增算,考虑到并非理想铰接,故计算时,宜将次梁反力增加加2030%2030%。图图c c:当计算螺栓当计算螺栓时可将短角钢视为与次梁为一体。时可将短角钢视为与次梁为一体。因此,螺栓因此,螺栓应承担次梁支反力应承担次梁支反力R R和力矩和力矩M=ReM=Re的共同的共同作用,而螺栓作用,而螺栓则只承受则只承受R R的作用。反过来,也可以将的作用。反过来,也可以将短角钢视为与主梁为一体。则螺栓短角钢视为与主梁为一体。则螺栓只承受反力只承受反力R R的作的作用,而螺栓用,而螺栓则应承担次梁支反力则应承担次梁支反力R R和力矩和力
11、矩M=ReM=Re的共的共同作用。同作用。图图d:d:计算方法与图计算方法与图c c类似。即焊缝类似。即焊缝和焊缝和焊缝也分别承也分别承担担R R或或R R和和M=ReM=Re的共同作用的共同作用。第七章钢结构的连接和节点构造二、次梁为连续梁二、次梁为连续梁1 1、叠接、叠接 与与前前面面叠叠接接相相同同,只只是是次次梁梁连连续续通通过过,不不在在主主梁梁上上断断开开.当次梁需要拼接时当次梁需要拼接时,拼接位置可设在弯矩小处拼接位置可设在弯矩小处.主、主、次梁之间只要用螺栓或焊缝固定它们的相互位置即可。次梁之间只要用螺栓或焊缝固定它们的相互位置即可。2 2、侧面连接:、侧面连接:构造:构造:为
12、了保证为了保证两跨次梁在主梁处两跨次梁在主梁处的连续性,必须在的连续性,必须在上、下翼缘处设置上、下翼缘处设置连接板。连接板。第七章钢结构的连接和节点构造图图a a:用高强螺栓连接,次梁的腹板连接在主梁的加劲用高强螺栓连接,次梁的腹板连接在主梁的加劲肋上肋上,下翼缘的连接板分成两块下翼缘的连接板分成两块,焊在主梁腹板的两侧。焊在主梁腹板的两侧。图图b b:用工地安装焊缝连接,次梁支承在主梁的支托用工地安装焊缝连接,次梁支承在主梁的支托上,在次梁的上翼缘设有连接板,而下翼缘的连接板则上,在次梁的上翼缘设有连接板,而下翼缘的连接板则.由支托的平板代替。由支托的平板代替。计算:计算:支座反力由支托传
13、至主梁,端部的负弯矩,则由上支座反力由支托传至主梁,端部的负弯矩,则由上下,翼缘承受,连接、盖板和顶板传递下,翼缘承受,连接、盖板和顶板传递M M分解的水平分解的水平力,力,F=M/hF=M/h(h h次梁高)其截面尺寸和焊缝螺栓的连接次梁高)其截面尺寸和焊缝螺栓的连接计算均用计算均用F F,为避免仰焊,连接,为避免仰焊,连接盖板比上翼缘窄,拉板盖板比上翼缘窄,拉板比下翼缘宽。比下翼缘宽。第七章钢结构的连接和节点构造 第十二节第十二节 梁与柱的连接梁与柱的连接处理连接节点时,要求遵循下列基本原则:处理连接节点时,要求遵循下列基本原则:安安全全可可靠靠。应应尽尽可可能能使使受受力力分分析析接接近
14、近于于实实际际工工作作状状况况,采采用用和和构构件件实实际际连连接接状状况况相相符符或或相相接接近近的的计计算算简简图图;连连接接处处应应有有明明确确的的传传力力路路线线和和可可靠靠的的构构造造保保证证。便于制作、运输、安装。便于制作、运输、安装。减少节点类型;拼接的尺寸减少节点类型;拼接的尺寸应留有调节的余地;尽量方便施工时的操作,如:避应留有调节的余地;尽量方便施工时的操作,如:避免工地焊缝的仰焊、设置安装支托等。免工地焊缝的仰焊、设置安装支托等。经济合理。经济合理。对于用材、制作、施工等综合考虑后确定对于用材、制作、施工等综合考虑后确定最经济的方法,而不应单纯理解为用钢量的节省。最经济的
15、方法,而不应单纯理解为用钢量的节省。梁柱连接按转动刚度的不同可分为梁柱连接按转动刚度的不同可分为柔性连接柔性连接(铰铰接接)、刚接刚接、半刚接半刚接三类。三类。第七章钢结构的连接和节点构造一、梁柱的柔性连接一、梁柱的柔性连接(轴压柱与梁的连接一般均用铰接轴压柱与梁的连接一般均用铰接)1 1、梁支承于柱顶、梁支承于柱顶图图a:a:梁的支承反力直接传递给梁的支承反力直接传递给柱的翼缘。柱的翼缘。传力明确,构造简传力明确,构造简单,施工方便单,施工方便,但当两相邻梁,但当两相邻梁反力不等时即反力不等时即引起柱的偏心受引起柱的偏心受压压,一侧梁传递的反力很大时,一侧梁传递的反力很大时,还可能引起柱翼缘
16、的还可能引起柱翼缘的局部屈曲局部屈曲。图图b:b:即使两相邻梁反力不等,柱仍接近即使两相邻梁反力不等,柱仍接近轴心受压轴心受压。突缘。突缘加劲肋底部应刨平顶紧于柱顶板;柱腹板是主要受力部加劲肋底部应刨平顶紧于柱顶板;柱腹板是主要受力部分,其厚度不能太薄;在柱顶板之下,应设置加劲肋,分,其厚度不能太薄;在柱顶板之下,应设置加劲肋,加劲肋要有足够的长度,以满足焊缝长度的要求和应力加劲肋要有足够的长度,以满足焊缝长度的要求和应力均匀扩散的要求;均匀扩散的要求;第七章钢结构的连接和节点构造2 2、梁支承于柱侧、梁支承于柱侧图图a:a:梁的反力较小时,梁可不设梁的反力较小时,梁可不设支承加劲肋,直接搁置
17、在柱的牛支承加劲肋,直接搁置在柱的牛腿上,用普通螺栓相连;腿上,用普通螺栓相连;构造比较简单,施工方便。构造比较简单,施工方便。图图b:b:梁反力较大时采用。梁的反梁反力较大时采用。梁的反力由端加劲肋传给支托;支托采力由端加劲肋传给支托;支托采用厚钢板(其厚度应大于加劲肋用厚钢板(其厚度应大于加劲肋的厚度)或加劲后的角钢,与柱的厚度)或加劲后的角钢,与柱侧用焊缝相连侧用焊缝相连 。图图c:c:两邻梁反力相差较大时采用。梁的反力通过柱的腹两邻梁反力相差较大时采用。梁的反力通过柱的腹板传递,使柱仍接近轴心受力状态。板传递,使柱仍接近轴心受力状态。第七章钢结构的连接和节点构造二、梁柱的刚性连接二、梁
18、柱的刚性连接(框架梁、柱一般采用刚性连接)(框架梁、柱一般采用刚性连接)需满足以下几个要求:需满足以下几个要求:保证将梁段的弯矩和剪力可靠地传到柱子;保证将梁段的弯矩和剪力可靠地传到柱子;保证节点刚性,使连接不至产生明显的相对转角;保证节点刚性,使连接不至产生明显的相对转角;构造简单,便于施工;构造简单,便于施工;图图a a、b:b:通过焊缝将通过焊缝将弯矩和剪力直接传给弯矩和剪力直接传给柱子柱子.可以认为可以认为梁端梁端弯矩全部由翼缘连接弯矩全部由翼缘连接焊缝传给柱子,而剪焊缝传给柱子,而剪力由腹板焊缝传给柱力由腹板焊缝传给柱子子。第七章钢结构的连接和节点构造 为使翼缘连接焊缝能在平焊位置施
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