鋼結構常見的幾種【梁柱剛性連線形式】
2016-08-06千萬間鋼構聯盟
1梁與柱的剛性連線
(1)梁與柱剛性連線的構造形式有三種，如圖所示：
(2)梁與柱的連線節點計算時，主要驗算以下內容：
①梁與柱連線的承載力
②柱腹板的區域性抗壓承載力和柱翼緣板的剛度
③梁柱節點域的抗剪承載力
(3)梁與柱剛性連線的構造
①框架梁與工字形截面柱和箱形截面柱剛性連線的構造:
框架梁與柱剛性連線
②工字形截面柱和箱形截面柱通過帶懸臂梁段與框架梁連線時，構造措施有兩種：
柱帶懸臂梁段與框架梁連線
梁與柱剛性連線時，按抗震設防的結構，柱在梁翼緣上下各500mm的節點範圍內，柱翼緣與柱腹板間或箱形柱壁板間的組合焊縫，應採用全熔透坡口焊縫。
(4)改進梁與柱剛性連線抗震效能的構造措施
①骨形連線
骨形連線是通過削弱樑來保護梁柱節點。
骨形連線
樑端翼緣加焊楔形蓋板
在不降低梁的強度和剛度的前提下，通過樑端翼緣加焊楔形蓋板。
(5)工字形截面柱在弱軸與主梁剛性連線
當工字形截面柱在弱軸方向與主梁剛性連線時，應在主梁翼緣對應位置設定柱水平加勁肋，在樑高範圍內設定柱的豎向連線板，其厚度應分別與梁翼緣和腹板厚度相同。柱水平加勁肋與柱翼緣和腹板均為全熔透坡口焊縫，豎向連線板與柱腹板連線為角焊縫。主梁與柱的現場連線如圖所示。
2梁與柱的鉸接連線
(1) 梁與柱的鉸接連線分為：僅梁腹板連線、僅梁翼緣連線：
(2)僅梁腹板連線僅梁翼緣連線
柱上伸出加勁板與梁腹板相連梁與柱用雙蓋板相連
（2）柱在弱軸與梁鉸接連線分為：柱上伸出加勁板與梁腹板相連、梁與柱用雙蓋板相連
柱的拼接節點一般都是剛接節點，柱拼接接頭應位於框架節點塑性區以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考慮運輸方便及吊裝條件等因素，柱的安裝單元一般採用三層一根，長度10～12m左右。
根據設計和施工的具體條件，柱的拼接可採取焊接或高強度螺栓連線。
按非抗震設計的軸心受壓柱或壓彎柱，當柱的彎矩較小且不產生拉力的情況下，柱的上下端應銑平頂緊，並與柱軸線垂直。柱的25％的軸力和彎矩可通過銑平端傳遞，此時柱的拼接節點可按75％的軸力和彎矩及全部剪力設計。抗震設計時，柱的拼接節點按與柱截面等強度原則設計。
非抗震設計時的焊縫連線，可採用部分熔透焊縫，坡口焊縫的有效深度不宜小於板厚度的1/2。有抗震設防要求的焊縫連線，應採用全熔透坡口焊縫。
柱拼接接頭的部分熔透焊縫
3各種截面柱的拼接連線
工字形截面柱的拼接接頭，翼緣一般為全熔透坡口焊接，腹板可為高強度螺栓連線，當柱腹板採用焊接時，上柱腹板開k形坡口，要求焊透。箱形截面柱的拼接接頭應全部採用焊接，為便於全截面熔透。
栓焊全焊
箱形柱的焊接接頭
高層鋼結構中的箱形柱與下部型鋼混凝土中的十字形柱相連時，應考慮截面形式變化處力的傳遞平順。箱形柱的一部分力應通過栓釘傳遞給混凝土，另一部分力傳遞給下面的十字形柱，如下圖所示。兩種截面的連線處，十字形柱的腹板應伸入箱形柱內，形成兩種截面的過渡段。
伸入長度應不小於柱寬加200mm，即l≥b+200mm，過渡段截面呈田字形。過渡段在主梁下並靠緊主梁。
兩種截面的接頭處上下均應設定焊接栓釘，栓釘的間距和列距在過渡段內宜採用150mm，不大於200mm，沿十字形柱全高不大於300mm。
型鋼混凝土中十字形柱的拼接接頭，因十字形截面中的腹板採用高強度螺栓連線施工比較困難，翼緣和腹板均宜採用焊接。
箱形柱與十字形柱的連線
4變截面柱的拼接
柱需要變截面時，一般採用柱截面高度不變，僅改變翼緣厚度的方法。若需要改變柱截面高度時，柱的變截面段應由工廠完成，並盡量避開梁柱連線節點。對邊柱可採用有偏心的做法，不影響掛外牆板，但應考慮上下柱偏心產生的附加彎矩，對中柱可採用無偏心的做法。
柱的變截面處均應設定水平加勁肋或橫隔板。
有偏心拼接無偏心拼接
梁與梁的連線有兩種情況，一是主梁與主梁的連線；二是次梁與主梁的連線。
1.各種截面柱的拼接連線
主梁的工地拼接主要用於梁與柱全焊接節點的柱外懸臂梁段與中間梁段的連線，其次為框筒結構密排柱間梁的連線，其拼接形式有：栓焊連線、全栓接、全焊接。
2.次梁與主梁的連線
次梁與主梁的連線通常設計為鉸接，主梁作為次梁的支座，次梁可視作簡支梁。其拼接形式如下圖所示，次梁腹板與主梁的豎向加勁板用高強度螺栓連線（圖a、b），當次梁內力和截面較小時，也可直接與主梁腹板連線（圖c）。
當次梁跨數較多，跨度、荷載較大時，次梁與主梁的連線宜設計為剛接，此時次梁可視作連續梁，這樣可以減少次梁的撓度，節約鋼材。次梁與主梁的剛接形式如下圖所示。
次梁與主梁的剛性連線
3.主梁的側向隅撐
側向隅撐可按軸心受壓構件計算，其軸心壓力按下式計算：
側向隅撐的長細比應滿足下式要求：
4.梁腹板開孔的補強
當因管道穿過需要在梁腹板上開孔時，應根據孔的位置和大小確定是否對梁進行補強。當圓孔直徑小於或等於1/3樑高，且孔洞間距大於3倍孔徑，並避免在樑端1/8跨度範圍內開孔時，可不予補強。
當因開孔需要補強時，彎矩由梁翼緣承擔，剪力由孔口截面的腹板和孔洞周圍的補強板共同承擔。圓形孔的補強可採用套管、環形補強板或在梁腹板上加焊v形加勁肋等措施予以補強，如圖下所示。
梁腹板上開矩形孔時，對腹板的抗剪影響較大，應在洞口周邊設定加勁板，其縱向加勁板伸過洞口的長度不小於矩形孔的高度，加勁肋的寬度為梁翼緣寬度的1/2，厚度與腹板相同，如下圖所示。
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