鋼結構連接按其轉動剛度和傳力特性可分為以下三種主要類型:
1. 剛性連接(剛接)
定義與特點
定義:梁柱連接節(jié)點具有完全約束,能夠傳遞彎矩、剪力和軸力,且梁柱間無相對轉動。
特點:
高剛度:節(jié)點剛度無限大(理想狀態(tài)),結構整體剛度強。
抗彎能力:能有效傳遞梁端彎矩,適用于需要嚴格保持幾何形狀的結構。
抗震性能:在地震區(qū)需遵循“強節(jié)點弱構件”原則,需增強節(jié)點域的抗剪和抗彎能力。
構造形式
全焊接節(jié)點:梁翼緣、腹板與柱全熔透焊接。
栓焊混合節(jié)點:梁翼緣焊接,梁腹板用高強螺栓連接。
全栓接節(jié)點:梁與柱通過高強螺栓(如10.9級)全螺栓連接,需確保螺栓布置對稱。
適用場景
抗震結構:需保證結構整體性和延性。
大跨度或重載結構:如橋梁、高層建筑框架。
2. 鉸接連接(鉸接)
定義與特點
定義:梁柱連接節(jié)點允許自由轉動,僅傳遞剪力和軸力,不傳遞彎矩(轉角無限大)。
特點:
低剛度:節(jié)點剛度趨近于零,結構整體剛度較低。
簡化分析:常用于簡化計算模型。
抗震優(yōu)勢:減少地震彎矩傳遞,但需避免節(jié)點剛度過低導致的結構不穩(wěn)定。
構造形式
螺栓連接:僅通過高強度摩擦型螺栓連接梁腹板與柱。
銷軸連接:通過銷軸或鉸支座實現(xiàn)自由轉動。
輕型結構連接:如輕鋼廠房的檁條與鋼梁連接。
適用場景
非抗震或低烈度區(qū)結構:如小型廠房、倉庫。
需要靈活轉動的部位:如懸挑結構或可拆卸的臨時結構。
3. 半剛性連接
定義與特點
定義:介于剛接和鉸接之間,允許有限轉動,能傳遞部分彎矩和剪力,其彎矩轉角(Mθ)關系呈非線性。
特點:
部分約束:轉動剛度可調(diào)。
經(jīng)濟性:比全剛接節(jié)省材料,比鉸接提升整體剛度。
抗震性能:通過耗能和延性設計。
構造形式
端板連接:梁端焊接端板,通過高強螺栓與柱連接。
角鋼連接:利用上下角鋼與螺栓傳遞力。
短T型鋼連接:通過T型鋼增強抗彎能力。
適用場景
中高層建筑:需平衡剛度與經(jīng)濟性的結構。
工業(yè)化建筑:裝配式結構中便于預制和安裝(如端板連接)。
抗震設計:通過控制轉動剛度實現(xiàn)“強連接弱構件”。
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