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如何区分轻型钢结构中的刚性连接和铰接连接

2021-09-02

如何区分轻型钢结构中的刚性连接和铰接连接?在轻型钢结构中,通常有三种连接梁和柱的方式,柔性连接(也称为铰链)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判断节点属于刚性连接、半刚性连接还是铰接连接,主要取决于节点的滚动刚度。刚性连接不应有明显的连接角变形,即连接角变形对结构抗力的降低不超过5%。半刚性连接介于两者之间。梁柱半刚性连接可与梁端上端板焊接并用高强螺栓连接,也可采用上下角钢和高强螺栓与翼缘连接。规划要求如下:


(1) 端板连接在端板连接节点中,传力可以将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力通过受拉翼缘传递。张紧螺栓对称放置在张紧法兰上。压力可通过端板或柱法兰通过轴承压力传递。可以在压力区域设置几个螺栓,并与张紧螺栓一起传递剪力。


(2) 在上下角钢与上下角钢连接的节点中,受拉侧的连接角钢在弯矩作用下不仅使垂直肢变形,而且使水平肢变形。因此,角钢连接的刚度略低于端板的刚度。


1.刚性连接本结构假定梁柱连接有足够的刚度,梁柱之间没有相对滚动,且连接能承受弯矩。假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间仅传递直剪力,而非弯矩。这种连接可以自由滚动。


2.在传统的轻型钢结构分析和规划中,为了简化分析和规划过程,梁柱连接被视为理想的铰接连接或完全刚性连接,并考虑:


滚动约束连接达到理想刚性连接的90%以上,可视为刚性连接;在外力作用下,柱梁轴线夹角变化达到理想铰80%以上的节点视为铰节点。理想铰接的假设意味着梁和柱之间没有力矩传递。在滚动方面,铰接在一起的梁和柱将独立滚动。接头性能的划分应遵循以下三个原则:抗弯刚度、滚动刚度和延性(滚动能力)。


除抗剪强度外,抗弯承载力是连接强度的主要项目。理论上,承受弯矩和剪力的能力不应低于梁的承载力,即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板的全塑性剪力。地震区的结构应更高,并表现出“强连接-弱构件”的标准。


对于柔性连接,仅要求其抗剪承载力。半刚性连接介于刚性连接和柔性连接之间,因此需要具有一定的抗弯能力。


接头的滚动刚度由力矩-旋转曲线的斜率表示。它不是一个常数。滚动刚度对结构的变形和承载能力有影响。变形的影响需要结合正常运行的极限条件进行分析。为此,应研究连接件的初始刚度或规范荷载作用下的割线刚度。从理论上讲,刚性连接的刚度需要达到无穷大,但在实践中,只要达到一定的极限,就可以视为刚性连接。问题是如何定量地定义它。轧制能力属于延展性策略。塑性规划的结构要求塑性铰处具有一定的滚动能力,以便随后发生内力重分布。





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