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(zhì)量必須達到一、二級質(zhì)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(gòu)件的翼緣和腹板都應(yīng)有各自的拼接板和焊縫,使傳力盡量直接、均勻,避免應(yīng)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(gòu)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(yīng)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(nèi)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(zhì)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(zhì)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(gòu)造
1)工地拼接一般應(yīng)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(yīng)力,可在工廠預(yù)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(gòu)造:在主梁上的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置支承加勁肋,以免主梁腹板承受過大的局部壓力。
特點:構(gòu)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(cè)面連接:
構(gòu)造:次梁連于主梁的側(cè)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(gòu)造簡單,安裝方便,但須將次梁的上翼緣和下翼緣的一側(cè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xù)梁
1、疊接
與前面疊接相同,只是次梁連續(xù)通過,不在主梁上斷開.當次梁需要拼接時,拼接位置可設(shè)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(cè)面連接:
構(gòu)造:為了保證兩跨次梁在主梁處的連續(xù)性,必須在上、下翼緣處設(shè)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(cè)。
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(shè)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(xiàn)=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(jié)點時,要求遵循下列基本原則:
安全可靠。應(yīng)盡可能使受力分析接近于實際工作狀況,采用和構(gòu)件實際連接狀況相符或相接近的計算簡圖;連接處應(yīng)有明確的傳力路線和可靠的構(gòu)造保證。
便于制作、運輸、安裝。減少節(jié)點類型;拼接的尺寸應(yīng)留有調(diào)節(jié)的余地;盡量方便施工時的操作,如:避免工地焊縫的仰焊、設(shè)置安裝支托等。
經(jīng)濟合理。對于用材、制作、施工等綜合考慮后確定最經(jīng)濟的方法,而不應(yīng)單純理解為用鋼量的節(jié)省。
梁柱連接按轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)余地。傳力明確,構(gòu)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(cè)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(yīng)刨平頂緊于柱頂板;柱腹板是主要受力部分,其厚度不能太;在柱頂板之下,應(yīng)設(shè)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(yīng)力均勻擴散的要求;
2、梁支承于柱側(cè)
圖a:梁的反力較小時,梁可不設(shè)支承加勁肋,直接擱置在柱的牛腿上,用普通螺栓相連;構(gòu)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(yīng)大于加勁肋的厚度)或加勁后的角鋼,與柱側(cè)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(tài)。
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(jié)點剛性,使連接不至產(chǎn)生明顯的相對轉(zhuǎn)角;構(gòu)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(cè)焊上襯板,同時在梁腹板端部預(yù)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(gòu)造。
梁在和柱連接的范圍內(nèi)可以設(shè)置橫向加勁肋如圖b、d所示,也可不設(shè)如圖a、c所示,后一情況需對柱腹板和翼緣的強度和穩(wěn)定作出驗算。
柱腳設(shè)計
柱腳的作用:把柱下端固定并將其內(nèi)力可靠地傳給基礎(chǔ).
柱腳的分類:按其與基礎(chǔ)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(gòu)造
如圖所示,除底板外根據(jù)具體需要,可配置靴梁、隔板和肋板。
壓彎構(gòu)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(guān),難以精確計算:
①柱腳和基礎(chǔ)頂面是否平整和緊密接觸
②錨栓預(yù)拉力的大小
③柱腳、錨栓和基礎(chǔ)頂面受力后的變形