钢结构柱脚刚接与铰接

钢结构柱脚刚接与铰接
钢结构柱脚刚接与铰接

第八章基础设计

房屋建筑设计总体上分为上部结构设计和下部结构设计两大部分,轻型钢结构建筑也不例外,前面几章已介绍了其上部结构,本章对其下部结构——基础作一些讨论。

众所周知,在房屋建筑中,基础造价约占整个建筑物的30%左右,对于轻钢结构而言,最大优点就是重量轻,从而直接影响基础设计,与其它结构型式的基础相比,轻钢结构基础尺寸小,可以减少整个建筑物造价,另外对于地质条件较差地区,可优先考虑采用轻钢结构,这样容易满足地基承载力方面的要求。那么轻钢结构基础与砼结构基础有什么不同?轻钢结构基础是如何设计的?在轻钢结构基础设计时应注意哪些方面?本章针对这些问题进行探讨,而不涉及基础本身设计的有关内容。

在较大的弯矩作用,从而导致基础产生倾覆和滑移破坏,另外,在风荷载较大的情况下,特别对于一些敞开或半敞开的结构,由于轻钢结构自重很轻,有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力,导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生,最经济有效的方法是增加基础埋深,即增加基础上覆土的厚度,但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础,还须预埋锚栓(也称地脚螺栓),用于上部结构和基础的连接,若锚栓离砼基础边缘太近,会产生基础劈裂破坏,所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm;若锚栓长度过短,会使锚栓从基础中拔出,导致破坏,所以规范也规定了锚栓埋入长度。

⒋基础设计内容

基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算,还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定,同时还应考虑软弱下卧层存在;基础高度由冲切验算确定;在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋,这里须注意伸缩缝双柱基础处理,双柱为基础提供了两个支点,在地基反力作用下,有可能出现负弯矩,即基础上部受拉的情况,此时除基础底部配置钢筋外,基础上部也应配筋,避免因上部受拉而出现开裂

由于轻钢结构的特殊性,使其基础设计也与一般结构不同,下面从几个方面加以讨论。

一、刚接和铰接柱脚

全起见,也可布置四个锚栓(图8-3b),但锚栓尽量接近,以保证柱脚转动。刚接柱脚一般采用四个或四个以上锚栓连接(图8-3c),图中采用六个锚栓,可以认为柱脚不能转动,前面讲的几种柱脚均为锚板式柱脚,构造简单,是工程上常用的柱脚型式,另外还有一种柱脚型式,即靴梁式柱脚(图8-3d),这种柱脚可看成固接柱脚(属

这样传至基础的内力仅为轴力和剪力,不存在弯矩,有利于基础设计,可以减少基础造价。

二、锚栓

锚栓是将上部结构荷载传给基础,在上部结构和下部结构之间起桥梁作用。锚栓主要有两个基本作用: ⒈ 作为安装时临时支撑,保证钢柱定位和安装稳定性。 ⒉ 将柱脚底板内力传给基础。

锚栓采用Q235或Q345钢制作,分为弯钩式和锚板式两种。直径小于M39的锚栓,一般为弯钩式(图8-5a),直径大于M39的锚栓,一般为锚板式(图8-5b)。

(a) 弯钩式 (b) 锚板式

图8-5 基础锚栓

对于铰接柱脚,锚栓直径由构造确定,一般不小于M20;对于刚接柱脚,锚栓直径由计算确定, 一般不小于M30。锚栓长度由钢结构设计手册确定,若锚栓埋入基础中长度不能满足要求,则考虑将其焊于受力钢筋上。为方便柱安装和调整,柱底板上锚栓孔为锚栓直径的1.5倍(图8-6a),或直接在底板上开缺口(图8-6b)。底板上须设置垫板,垫板尺寸一般为100100?-,厚度根据计算确定,垫板上开孔较锚栓直径大1~2mm ,待安装、校正完毕后将垫板焊于底板上。

的水平反力,此水平反力应由底板与混凝土基础顶面间的摩擦力承受,摩擦系数可取0.4,当水平反力大于摩擦力时,应设置抗剪键,上述情况之外,外露式柱脚的锚栓可以传递柱脚底部的水平反力,但必须进行计算,并将垫板与底板焊牢。后者应该更合理些,因为轻钢结构重量比较轻,摩擦系数为0.4时底板和混凝土之间产生的摩擦力很小,特别是在风吸力起控制作用时,底板与混凝土之间几乎不存在压应力,也即摩擦力几乎没有,如果按钢结构设计规范,在此情况下很难满足摩擦力抗剪的条件,很多结构须设抗剪键,但在实际工程中很少设抗剪键,也没有因此发生工程事故,可见锚栓参与了抗剪。若锚栓抗剪,一方面锚栓须满足强度要求,另一方面与锚栓相邻的砼不发生局部承压破坏。有人认为锚栓应该拧紧,这样有利于传力,这种说法是不正确的,对于目前常用的平板式柱脚,考虑锚栓传递剪力的情况,锚栓不应该拧得很紧,这样锚栓在垫板开孔中产生微小滑动,使其与垫板孔壁接触,而垫板又与底板焊牢,从而起到传递剪力的目的。但对于固接柱脚,为保证弯矩传递须拧紧锚栓。

三、特殊情况下轻钢结构基础

⒈格构式柱基础

格构式柱的柱脚有整体式和分离式两种,整体式一般用于受力较小、两分肢间距较近时,但比较耗材,在大多数情况下采用分离式柱脚;分离式柱脚两肢完全分开,每个肢均为轴心受力。由于两种柱脚构造不同,造成基

; 对于分离式柱脚,柱

表8-1 HILTI锚栓有关技术数据

1、以上数据用于:◆混凝土强度为C25/30。◆镀锌螺杆需符合ISO898T15.8级。

◆要达到以上剪力,基材厚度(h)不小于边距(C)的1.5倍。

2、要更大力量可增大孔深,但最大不能超过标准2倍深。

3、HVU管剂主要化学成分为:Vinylurethane树脂。

4、有关锚栓安装时边距和间距和混凝土对拉力和剪力的影响请与HILTI工程师联系。

5、M24以上的螺杆设计剪力是依据8.8级钢材。

表8-2 HVU配件HAS螺杆

第三节典型柱基础细部详图

通过前面讨论,我们已经对轻钢结构基础有一个初步了解,现结合实际工程,给出几种典型柱基础详图,以

图8-12 柱下条形基础

第四节柱底板和锚栓设计[9]

一、轴心受压柱脚设计

⒈底板面积

式中:N——柱轴心压力设计值。

h

ce

f——基础所用钢筋砼局部承压强度设计值。

A——锚栓孔面积

⒉底板厚度

底板压力:

N q=

⑴ 四边支承板 其中:a ——短边长度

b ——长边长度

α——系数,由a

b

查表8-3求得。

表8-3 四边支承板α系数

⑵ 三边支承、一边自由板或两邻边支承板 其中:1a ——自由边长或对角线长度

1b ——两相邻固定边顶点到1a 的垂直距离

β——系数,由

1

1

a b 查表8-4求得。 表8-4 三边支承、一边自由或两邻边支承板β系数

3.01

1

最终弯矩设计值{}321max ,,m ax M M M M =

最佳设计方案应使321,,M M M 接近相等,若相差较大,应调整区格。

若不考虑塑性发展,则:

f W

M ≤max

由于上述求出的弯矩是每延米弯矩,即:26

1t W =

代入上式可得底板厚度:

我国钢结构设计规范中考虑底板塑性发展,故求底板厚度时采用下式计算:

⒊ 锚栓设计

由于该柱脚不承担弯矩,为铰接柱脚,故锚栓按构造设置。

二、偏心受压柱脚的计算

这里针对实腹整体式柱脚进行设计,而对于分离式柱脚,相当于独立的轴心受压柱脚,其计算方法同轴压柱脚。

⒈ 底板面积

假定底板下压应力成直线分布

式中:N ,M ——柱轴心压力和弯矩设计值。

h ce f ——基础所用钢筋砼局部承压强度设计值

当0

6

1

2

min

<

-

?

=

BL

B

L

σ时,底板与基础开始脱离,从而产生拉应力,而

该拉应力合力应由锚栓来承担,如图8-13所示。

图8-13 锚栓计算简图

=

D

M则:0

=

?

+

-

?x

Z

M

a

N

即:

x

a

N

M

Z

?

-

=

式中:

3

2

c

L

a-

=,

3

c

d

x-

=,L

c

min

max

max

σ

σ

σ

+

=

则锚栓所需要的有效截面面积为:

式中:h

ce

f——锚栓抗拉强度设计值。

求得锚栓所受的拉力或锚栓有效截面面积后,直接查表8-5、表8-6即得所需锚栓规格。

表8-5 Q235钢锚栓选用表

锚栓直径

d(mm)

20 22 24 27 30 33 36 39 42 45 48 52 有效面积

e

A(2

cm) 2.448 3.034 3.525 4.594 5.606 6.936 8.167 9.758 11.21 13.06 14.73 17.58 单个锚栓

承载力

a

t

N(KN)

34.3 42.5 49.4 64.3 78.5 97.1 114.3 136.6 156.9 182.8 206.2 246.1

锚栓直径

d(mm)

56 60 64 68 72 76 80 85 90 95 100

有效面积

e

A(2

cm) 20.30 23.62 26.76 30.55 34.60 38.89 43.44 49.48 55.91 62.73 69.95

单个锚栓

承载力

284.2 330.7 374.6 427.7 484.4 544.5 608.2 692.7 782.7 878.2 979.3

表8-6 Q345钢锚栓选用表

第五节 基础设计实例

一、独立基础设计

基础设计地基承载力标准值KPa f k 80=,基础埋深为-1.500m ,地基承载力设计值KPa f 88801.1=?=,基础砼采用C20。KN N 3.139=,KN V 6.197=。

8.420=A ,取296.82.38.2m A =?=。

验算:

基础底板配筋: 配 φ150@12。 按构造构造配筋。 冲切验算:

故基础冲切满足。 基础施工图如下所示。 二、条形基础设计

基础设计地基承载力标准值KPa f k 80=,基础埋深为-1.500m ,地基承载力设计值KPa f 88801.1=?=,基础砼采用C20。

KN N 6.5991=,KN N 5.8812=,KN N 6.8733=,KN N 3.11654= KN N 8.11905=,KN N 7.8666=,KN N 3.9067=,KN N 6.5298=

取m b 8.3=。

验算:

基础底板配筋: 配 φ200@14。 冲切验算:

故基础冲切满足。 基础施工图如下所示。

柱脚刚接与铰接的区别

刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 &&& 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 && 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 &&& 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 &&& 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 *“如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键 刚接与铰接的区别: 1.刚接能传递弯矩合剪力,铰接则只能传递剪力. 2.二者在构造上也有区别:刚接如为H型钢则其上下翼缘和腹板均需有连接构造;铰接如为H

钢结构节点刚铰接问题

在钢结构工程中,什么叫刚接什么叫铰接二者分别适用那。 上面的回答不正确哦。要是群栓那也是刚接的。所谓刚接,就是节点部分的各构件是固定死的,不能相对活动。铰接就是节点通过销轴, 单个螺栓,球形节点,等可以活动的东西连接的。连接之后,连接的各部件之间是可以活动的。刚接:焊接,铰接:用螺丝,最简单的回答。详细的也想不起来。原材料商情 钢结构里怎样区分刚接和铰接详细? 在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度, 刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。半刚性连接则介于二者之间。梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖。 高手指点一下:钢结构主梁与次梁应该是交接还是刚接啊。 钢结构主次梁通常用铰接的,也就是连接腹板即可。如果要刚接,最简单的方法是次梁直接搁置在主梁上面,再用加劲板加强一下,缺点是梁高叠加了,建筑师多半不能容忍。至于如混凝土梁一样保持梁面同高的前提下做刚接,那是很麻烦的,质量也难以保证。关于你说的和原混凝土结构的连接。钢梁和原混凝土柱做刚接非常困难,你打算怎么做节点才能保证弯矩的传递呢我能想到的只有用钢板做一个套箍整个把这个节点部位的混凝土柱箍住,这个套箍延伸出一小段钢梁,这延伸段再和你的钢梁连接,翼缘用外贴加劲板,腹板螺栓拴住。最好全部采用铰接,可以省事很多。钢梁与原混凝土柱的铰接节点很好处理:在原柱子上做个钢牛腿。tumblr?都可以,还是看你自己的设计思路和设计方法!我个人趋向于铰接! 铰接多啊实际工程中无处不在啊对于施工很便捷的 建筑钢结构中,关于刚接和铰接的详细定义是什么 - 已解决。 最佳答案1:刚接就是把两跟杆件死死的焊在一起,刚接可以传替力矩。铰接就是用一个可以转动的螺丝把两个刚体连接起来,铰接不可以传替力矩。最佳答案2:如果仅从力学角度分析,刚接是能限制节点的移动和转动,并且保证变形后相连的杆件相互之间的角度不变,而铰接是相连的构件能产生一定的转角,不限制转动,只限制移动 两跨钢构中间钢柱与钢梁定义为铰接还是刚接 - 已解决 - 搜。

常用几种钢结构构件的拼接

构件的拼接 一、等截面拉、压杆拼接 1、工厂拼接 ①拉杆:可以采用直接对焊(图a)或拼接板加角焊缝(图b)。直接对焊时焊缝质量必须达到一、二级质量标准,否则要采用拼接板加角焊缝。 ②压杆:可以采用直接对焊(图a)或拼接板加角焊缝(图b)。 采用拼接板加角焊缝时,构件的翼缘和腹板都应有各自的拼接板和焊缝,使传力尽量直接、均匀,避免应力过分集中。确定腹板拼接板宽度时,要留够施焊纵焊缝时操作焊条所需的空间。

2、工地拼接 ①拉杆:可以用拼接板加高强螺栓(图c)或端板加高强螺栓(图d)。 ②压杆:可以采用焊接(图e、f)或上、下段接触面刨平顶紧直接承压传力(图g、 h)。用焊接时,上段构件要事先在工厂做好坡口,下段(或上、下两段)带有定 位零件(槽钢或角钢),保证施焊时位置正确。上、下段接触面刨平顶紧直接承 压传力时应辅以少量焊缝和螺栓,使不能错动。拉压杆的拼接宜按等强度原则 来计算,亦即拼接材料和连接件都能传递断开截面的最大内力。 二、变截面柱的拼接(略) 三、梁的拼接 梁的拼接施工条件的不同分为车间(工厂)拼接和工地拼接两种。 1、工厂拼接 1)翼缘和腹板的工厂拼接位置最好错开,以避免焊缝集中。 2)翼缘和腹板的拼接焊缝一般采用对接焊缝。 3)对于满足1、2级焊缝质量检验级别的焊缝不需要进行验算。

4) 对于满足3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θ满足tgθ≤1.5时,可以不必验算。 2、工地拼接的构造 1)工地拼接一般应使翼缘和腹板在同一截面处断开,以便于分段运输(图a)。为了使翼缘板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 厂预留约500mm长度不焊。 2)图b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。 3)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。 主次梁的连接 一.次梁为简支梁 1、叠接 构造: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局部 压力。 特点:构造简单,次梁安装方便,但主、次梁体系所占的净空大。 计算:一般不用计算,螺栓只是起到安装固定作用。

钢结构里怎样区分刚接和铰接

钢结构里怎样区分刚接和铰接 技术资料2010-11-30 17:52:46 阅读185 评论0 字号:大中小订阅 刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉 螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚 度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延 性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要

求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能 力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上 做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束 的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动.

浅析钢结构柱脚设计要点

浅析钢结构柱脚设计要点 柱脚的构造使柱身的内力可靠的传给基础,并和基础有牢固的连接。柱脚的连接形式有铰接和刚接两种形式,铰接柱脚不承受弯矩,只承受轴向压力和水平剪力,剪力通常由底板和基础表面的摩擦力传递,当此摩擦力不足以承受水平剪力时,应在柱脚底板下设置抗剪键,抗剪键可用方钢、短T 字钢和H 型钢做成。刚接柱脚承受弯矩,轴向压力和水平剪力。本文简述柱脚底板区格划分及计算,阐述其施工时需要注意的问题和施工控制重点,并对柱脚施工时出现的问题,提出具体处理方法。 1 柱脚计算 1.1柱脚底板面积计算 底板截面尺寸决定于基础材料的抗压能力,柱脚底板和基础接触面为作用力与反作用力,基础对底板的压应力可近似认为是均匀的,柱脚底板所需净面积 A n (柱脚底板长乘宽,减去锚栓孔面积)为: A n ≥ N 为柱承受轴向压力;c f 为基础混凝土的抗压强度设计值;c β为混凝土局 部承压时的强度提高系数,c f 、c β均按设计规范取值。 1.2 柱脚底板厚度计算 底板的厚度由板的抗弯强度决定,底板可视为一个支撑在靴梁、隔板和柱端的平板,承受基础传来的均匀反力,靴梁、隔板和柱端面均可视为底板的支撑边,并将底板分割成不同的区格,其中有四边支撑、三边支撑、两相邻边支撑和一边支撑等区格。在均匀分布的基础反力作用下,各区格板单位宽度上的最大弯矩为: 1.2.1 四边支撑区格板:2qa M α= q 为作用于底板单位面积上的压应力,q=N/ A n ;a 为四边支撑短边长度;α为系数,根据长边b 与短边a 之比按表一取值 表1 α值 1.2.2 .三边支撑区格和两相邻边支撑区格:M=βqa 12 a 1为三边支撑区格自由长度,两相邻边支撑区格为对角线长度;β为系数, b/a 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 ≥4.0 α 0.048 0.055 0.063 0.069 0.075 0.081 0.086 0.091 0.095 0.099 0.101 0.119 0.125 C C f N β

钢结构的“刚接”和“铰接”

钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度刚 性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角 钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼 缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓 可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖 肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩 和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地 震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚 度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要 达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力 重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰 支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这 种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连 接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理 想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱 将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与 铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一 般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例 如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡 轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 “如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底 板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键

钢结构柱脚设计(优.选)

第八章基础设计 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同,传至基础顶面内力是不同的,轻钢结构与传统的砼结构相比,最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力,对于固接柱脚,还存在较大的弯矩,在风荷载起控制作用的情况下,还存在较大的上拔力。柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移,基础受上拔力作用,在覆土较浅的情况下,会使基础向上拔起,有关这方面的问题,后面再作详述。由于轻钢结构的这些受力特点,导致其基础设计与其它结构存在很大的不同,主要表现在以下几个方面: ⒈基础形式 基础型式选择应根据建筑物所在地工程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑,对于砼结构基础,常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等,而对于轻钢结构而言,由于柱网尺寸较大,上部结构传至柱脚的内力较小,一般以独立基础为主,若地质条件较差,可考虑采用条形基础,遇到暗浜等不良地质情况,可考虑采用桩基础,一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。

轴向力N和水平力V之外,还存在一定的弯矩M,从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计,首先要知道基础破坏形式,对其工作原理有所了解。 对于砼结构,通常柱网尺寸较小,故柱底水平力相对较小,基础一般不会产生滑移现象,又由于上部结构自重很大,足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力,故基础也不会产生上拔的可能,对于这种结构,基础主要发生冲切、剪切破坏;而轻钢结构则不同,基础除

发生冲切、剪切破坏之外,由于存在较大的水平力,对于固接柱脚,还存在较大的弯矩作用,从而导致基础产生倾覆和滑移破坏,另外,在风荷载较大的情况下,特别对于一些敞开或半敞开的结构,由于轻钢结构自重很轻,有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力,导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生,最经济有效的方法是增加基础埋深,即增加基础上覆土的厚度,但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础,还须预埋锚栓(也称地脚螺栓),用于上部结构和基础的连接,若锚栓离砼基础边缘太近,会产生基础劈裂破坏,所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm;若锚栓长度过短,会使锚栓从基础中拔出,导致破坏,所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算,还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定,同时还应考虑软弱下卧层存在;基础高度由冲切验算确定;在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋,这里须注意伸缩缝双柱基础处理,双柱为基础提供了两个支点,在地基反力作用下,有可能出现负弯矩,即基础上部受拉的情况,

怎么区分刚接和铰接

如何区分钢结构中的铰接和刚接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)半刚性连接和刚性连接。工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: 1.端板连接端板连接节点中力的传送可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传送剪力。 2.上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不只竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,接受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现强连接-弱构件原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性

连接介于刚性和柔性连接之间,必需具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或规范荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够呈现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构接受重力荷载时,主梁和柱之间只传送垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.钢结构框架的激进分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传送,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动。 钢结构里怎样区分刚接和铰接 刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半

第9讲节点1铰接柱脚与刚接柱脚在传力机理和节点构造设计地区别

第9讲节点 1、铰接柱脚与刚接柱脚在传力机理和节点构造设计的区别有哪些? 答: 铰接柱脚传递柱脚位置的剪力和轴力;刚接柱脚除了传递剪力和轴力之外,还通过锚栓传递柱脚位置的弯矩。 铰接柱脚中由于锚栓不传力,所以锚栓布置在中和轴附近;刚接柱脚中由于锚栓传递弯矩,所以锚栓布置在远离中和轴的位置。详见下图所示。 2、刚接柱脚锚栓截面如何计算? 答: (1)柱脚锚栓应采用Q235或Q345钢材制作。锚固长度不宜小于25d(d为锚栓直径),锚栓端部按规定设置弯钩或锚板。 (2)刚接柱脚锚栓直径一般在30~76mm的围选用,但不宜小于30mm。锚栓的数目在(a)一对锚栓的铰接柱脚(b)两对锚栓的铰接柱脚(c)带加劲肋的刚接柱脚(d)带靴梁的刚接柱脚 门式刚架柱脚型式

垂直于弯矩作用平面的每侧不应小于2个。 (3)埋设锚栓时,一般宜采用锚栓固定支架,以保证锚栓位置的准确。 3、 柱脚底板在什么情况下应设置抗剪键,其作用是什么?如何计算? 答: 在柱脚中,锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,此水平剪力fb V 可由柱脚底板与其 下部的混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力来抵抗,此时,摩擦力V fb 应符合下式要求: 0.4fb V N V =≥ 当不能满足上式的要求时,当摩擦力不能抵抗柱脚的水平剪力时,应按下错误!未找到引用源。所示的形式设置抗剪键。 4、 钢柱与底板的连接焊缝有哪几种形式?如何通过计算来保证其安全可靠? 答: (1)当采用铰接柱脚时 a )当H 形截面柱与底板采用周边角焊缝时(如下图a 所示),焊缝强度应按下列公式计算: w Nc f f ew N f A σβ=≤ 抗剪键 (a )立面图 (b )模型图 抗剪键示意图 膨胀细石混凝土 抗剪键 基础

钢结构里怎样区分刚接和铰接

钢结构里怎样区分刚接和铰接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。

半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动.

钢结构连接方式的选择

钢结构连接形式介绍与选择 在设计钢结构工程时,构件与构件之间需要进行有效的连接,以形成一个整体,对于构件之间连接的形式,则有很多的方式可以选择。如何在各种连接节点中选择合理的连接方式,这通常是一个容易模糊的设计盲点,因此在此作一些介绍,以强化钢结构设计概念。 一、连接形式 钢结构中连接节点可分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点三种形式,设计时应根据节点的位置及其所要求的强度和刚度,合理确定节点的形式、连接方式、细部构造及其计算方法。 连接形式 刚性节点半刚性节点铰接节点 设计中不考虑此 种节点 在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。通常定义,连接对于转动约束达到理想刚接的90%以上的连接,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想较接的假定,意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,用较连在一起的梁和柱将互相独立的转动。 这里用柱脚来具体解释下刚接与铰接的区别。 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚性柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际看,如果锚栓在翼缘外侧,就是刚接,如果在翼缘内侧,就是铰接。这两种柱脚的区别就是对侧移的控制,也就是有吊车荷载的单层工业厂房,因为吊车对侧移比较敏感,而且侧移过

大会造成吊车卡轨的现象,且门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 102:2002)中3.4.2条规定,刚架柱顶位移设计值的限值,无吊车且采用轻型钢墙板时是h/60,有吊车且吊车仅由地面操作时是h/180,所以把柱脚设计成刚性柱脚,抵抗其侧位移。 在设计中为简化计算,一般均按完全刚接或理想铰接来考虑,因此,半刚性 节点在此不做赘述。 二、连接方式 连接根据使用材质不同可分为铆接、螺栓连接和焊接三种方式。 1. 铆接 铆接是通过在构件上打孔,然后用铆钉、铆板将构件连接,因其构造复杂, 连接方式 铆接 螺栓连接 焊接 普通螺栓 高强度螺栓 C 级 A 、B 级 摩擦型 承压型

钢结构常见的几种梁柱刚性连形式

钢结构常见的几种梁柱刚性连形式(1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种,如图所示: (2)梁与柱的连接节点计算时,主要验算以下内容: ①梁与柱连接的承载力 ②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度 ③梁柱节点域的抗剪承载力 (3)梁与柱刚性连接的构造 ①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造:

框架梁与柱刚性连接 ②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种: 柱带悬臂梁段与框架梁连接 梁与柱刚性连接时,按抗震设防的结构,柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝,应采用全熔透坡口焊缝。 (4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施 ①骨形连接

骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。 骨形连接 梁端翼缘加焊楔形盖板 在不降低梁的强度和刚度的前提下,通过梁端翼缘加焊楔形盖板。 (5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接

当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时,应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋,在梁高范围内设置柱的竖向连接板,其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝,竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。主梁与柱的现场连接如图所示。 2梁与柱的铰接连接 (1)梁与柱的铰接连接分为:仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接: 仅梁腹板连接仅梁翼缘连接

柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板相连 (2)柱在弱轴与梁铰接连接分为:柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连 柱的拼接节点一般都是刚接节点,柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外,一般宜在框架梁上方1.3m左右。考虑运输方便及吊装条件等因素,柱的安装单元一般采用三层一根,长度10~12m左右。根据设计和施工的具体条件,柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。 按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱,当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下,柱的上下端应铣平顶紧,并与柱轴线垂直。柱的25%的轴力和弯矩可通过铣平端传递,此时柱的拼接节点可按75%的轴力和弯矩及全部剪力设计。抗震设计时,柱的拼接节点按与柱截面等强度原则设计。 非抗震设计时的焊缝连接,可采用部分熔透焊缝,坡口焊缝的有效深度不宜小于板厚度的1/2。有抗震设防要求的焊缝连接,应采用全熔透坡口焊缝。

钢结构柱脚设计要点

第八章基础设计 房屋建筑设计总体上分为上部结构设计和下部结构设计两大部分,轻型钢结构建筑也不例外,前面几章已介绍了其上部结构,本章对其下部结构——基础作一些讨论。 众所周知,在房屋建筑中,基础造价约占整个建筑物的30%左右,对于轻钢结构而言,最大优点就是重量轻,从而直接影响基础设计,与其它结构型式的基础相比,轻钢结构基础尺寸小,可以减少整个建筑物造价,另外对于地质条件较差地区,可优先考虑采用轻钢结构,这样容易满足地基承载力方面的要求。那么轻钢结构基础与砼结构基础有什么不同?轻钢结构基础是如何设计的?在轻钢结构基础设计时应注意哪些方面?本章针对这些问题进行探讨,而不涉及基础本身设计的有关内容。 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同,传至基础顶面内力是不同的,轻钢结构与传统的砼结构相比,最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力,对于

砼结构柱脚均为刚接,即同时存在轴向力N、水平剪力V和弯矩M,故基础尺寸较大,轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种(图8-1),其受力是不同的,对于铰接柱脚,只存在轴向力N和水平力V,对于刚接柱脚,除存在轴向力N和水平力V之外,还存在一定的弯矩M,从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计,首先要知道基础破坏形式,对其工作原理有所了解。 对于砼结构,通常柱网尺寸较小,故柱底水平力相对较小,基础一般不会产生滑移现象,又由于上部结构自重很大,足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力,故基础也不会产生上拔的可能,对于这种结构,基础主要发生冲切、剪切破坏;而轻钢结构则不同,基础除发生冲切、剪切破坏之外,由于存在较大的水平力,对于固接柱脚,还存在较大的弯矩作用,从而导致基础产生倾覆和滑移破坏,另外,在风荷载较大的情况下,特别对于一些敞开或半敞开的结构,由于轻钢结构自重很轻,有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力,导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生,最经济有效的方法是增加基础埋深,即增加基础上覆土的厚度,但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础,还须预埋锚栓(也称地脚螺栓),用于上部结构和基础的连接,若锚栓离砼基础边缘太近,会产生基础劈裂破坏,所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm;若锚栓长度过短,会使锚栓从基础中拔出,导致破坏,所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算,还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定,同时还应考虑软弱下卧层存在;基础高度由冲切验算确定;在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋,这里须注意伸缩缝双柱基础处理,双柱为基础提供了两个支点,在地基反力作用下,有可能出现负弯矩,即基础上部受拉的情况,此时除基础底部配置钢筋外,基础上部也应配筋,避免因上部受拉而出现开裂现象。轻钢结构基础除上述内容以外,还须进行柱底板设计和锚栓设计,至于这两部分设计归于上部结构还是下部结构,也存在一些争议,柱底板尺寸是根据柱与基础连接部位砼的局部承压来确定的,与基础砼参数有关,但其制作又与上部结构连在一起,按照常规柱底板设计归入上部结构;锚栓在上部结构和基础之间起桥梁作用,但基础施工时应将锚栓埋入,故属于基础部分。本章避开这个问题,就锚栓和底板设计分别进行讨论。 ⒌与上部结构连接 基础与上部结构是二次施工完成的,其间存在连接问题。对于砼结构的基础,通过预留插筋的方式连接上部结构(图8-2a),而对于轻钢结构基础,则通过预埋锚栓的方式进行连接(图8-2b)。

钢结构的“刚接”和“铰接”区别

刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 “如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键刚接与铰接的区别: 1.刚接能传递弯矩合剪力,铰接则只能传递剪力.

钢结构的刚接和铰接

关于钢的刚接和铰接 2009-09-25 15:13 刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。

如何区分刚接和铰接

如何区分钢结构中的铰接和刚接 2010-10-28 9:08:00来自:刘纲 字号:T|T 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)半刚性连接和刚性连接。工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: 1.端板连接端板连接节点中力的传送可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传送剪力。 2.上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不只竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,接受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现强连接-弱构件原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必需具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或规范荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够呈现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构接受重力荷载时,主梁和柱之间只传送垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.钢结构框架的激进分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩传送,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动。 能抵搞弯矩作用的柱脚称为刚接柱角,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递变矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘的内侧,就是铰接,一般为两个或四个。这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制校严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚高计成刚接柱脚。 如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的(本人的这句话说得有点不严谨)应该说:如果是铰接柱脚一般需要加设搞剪“因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底板和基冇砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键。 刚接与铰接的区别: 1.刚接能传递弯矩和剪力,铰接则别只能传递剪力

相关文档
最新文档