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【結構知識】常用的幾種鋼結構構件的拼接

來源:http://29xue.com 日期:2019-10-24 發布人:wanzhong1

  構件的拼接
  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)。直接對焊時焊縫質量必須達到一、二級質量標準,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)。
  采用拼接板加角焊縫時,構件的翼緣和腹板都應有各自的拼接板和焊縫,使傳力盡量直接、均勻,避免應力過分集中。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輔以少量焊縫和螺栓,使不能錯動。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級焊縫質量檢驗級別的焊縫不需要進行驗算。
  4) 對于滿足3級焊縫質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、工地拼接的構造
  1)工地拼接一般應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,以減少焊接殘余應力,可在工廠預留約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。
  主次梁的連接
  一.次梁為簡支梁
  1、疊接
  構造:在主梁上的相應位置應設置支承加勁肋,以免主梁腹板承受過大的局部壓力。
  特點:構造簡單,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。
  2、側面連接:
  構造:次梁連于主梁的側面,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,構造簡單,安裝方便,但須將次梁的上翼緣和下翼緣的一側切除;
  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。
  計算:
  圖a、b:連接需要的焊縫或螺栓應按次梁的反力計算,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。
  二、次梁為連續梁
  1、疊接
  與前面疊接相同,只是次梁連續通過,不在主梁上斷開.當次梁需要拼接時,拼接位置可設在彎矩小處.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、側面連接:
  構造:為了保證兩跨次梁在主梁處的連續性,必須在上、下翼緣處設置連接板。
  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。
  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=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。
  梁與柱的連接
  處理連接節點時,要求遵循下列基本原則:
  安全可靠。應盡可能使受力分析接近于實際工作狀況,采用和構件實際連接狀況相符或相接近的計算簡圖;連接處應有明確的傳力路線和可靠的構造保證。
  便于制作、運輸、安裝。減少節點類型;拼接的尺寸應留有調節的余地;盡量方便施工時的操作,如:避免工地焊縫的仰焊、設置安裝支托等。
  經濟合理。對于用材、制作、施工等綜合考慮后確定最經濟的方法,而不應單純理解為用鋼量的節省。
  梁柱連接按轉動剛度的不同可分為柔性連接(鉸接)、剛接、半剛接三類。
  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,以便安裝時有調節余地。傳力明確,構造簡單,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,應設置加勁肋,加勁肋要有足夠的長度,以滿足焊縫長度的要求和應力均勻擴散的要求;
  2、梁支承于柱側
  圖a:梁的反力較小時,梁可不設支承加勁肋,直接擱置在柱的牛腿上,用普通螺栓相連;構造比較簡單,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(其厚度應大于加勁肋的厚度)或加勁后的角鋼,與柱側用焊縫相連 。
  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。
  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;保證節點剛性,使連接不至產生明顯的相對轉角;構造簡單,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。
  為使翼緣連接焊縫能在平焊位置施焊,要在柱側焊上襯板,同時在梁腹板端部預先留出槽口,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造。
  梁在和柱連接的范圍內可以設置橫向加勁肋如圖b、d所示,也可不設如圖a、c所示,后一情況需對柱腹板和翼緣的強度和穩定作出驗算。
  柱腳設計
  柱腳的作用:把柱下端固定并將其內力可靠地傳給基礎.
  柱腳的分類:按其與基礎的連接方式不同,可分為鉸接和剛接兩種。
  一、軸心受壓柱的柱腳
  1、構造
  如圖所示,除底板外根據具體需要,可配置靴梁、隔板和肋板。
  壓彎構件的柱腳
  1、類型
  1)分離式柱腳
  分離式柱腳相當于獨立的軸心受壓柱腳的組合,其計算方法和軸壓柱腳相同。
  2)整體式柱腳
  整體式柱腳的受力狀況與下列諸多因素相關,難以精確計算:
  ①柱腳和基礎頂面是否平整和緊密接觸
  ②錨栓預拉力的大小
  ③柱腳、錨栓和基礎頂面受力后的變形

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