柱脚刚接与铰接的区别.doc

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型钢则只需腹板有连接构造即可.*一点看法！对于柱脚受力分为： (a) 铰接柱脚 (b) 刚接柱脚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，其受力是不同的，1、对于铰接柱脚， 只存在轴向力N和水平力2、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，3、刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 另外请注意： 对于刚接柱脚的节点设计： 1、当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为 刚性。 2、刚性柱脚应注意以下问题： 基础施工单位应有一定的技术水平 应设置抗剪件* 关于刚接.铰接的问题, 理论上说,刚接铰接是指节点是否能转动,完全刚接指完全不转动,铰接是可自由转动.完全 刚接就是说此节点不但能承担剪力 轴力 弯矩外,节点还具有足够刚度. 使节点在弯矩作用下变形很小. 理论上说,没有完全的刚接,只要有作用就有变形,在实际工程中,达到一定的刚度后,我们在工程中就认为是刚接了,如果虽然能承担弯矩,但变形较大,我们认为是半刚接,是弹性固定.铰接好理解,可自由转动,就是不能承担弯矩,那么就只能抗剪力和轴力了.具体到一个构件,如工字型构件,翼缘主要受弯,腹板主要受剪.由于此处讨论的一些同志没有学过力学,我就浅显的讲一下,对于弯矩,离形心轴越远的地方,弯矩贡献越大,所以翼缘离形心最远弯矩贡献大.剪应力在形心处最大,所以腹板主要受剪.一般地讲,具体到节点,如端板连接,凡在翼缘外布置有螺栓的,端板厚度满足要求的,就为刚接.铰接节点螺栓布置在靠近形心轴处.铰接是指连接的两杆件可以有相对的转角，可以自由的转动。而刚接是指连接的两杆件不能有相对的转角，即它们的角位移是相等的。在实际的工程中，很多都不是严格意义上的铰接和刚接，就比如说钢结构厂房柱脚的铰接，通常的做法是两个螺栓或四个螺栓，虽然我们计算的时候按完全铰接（即认为弯矩等于零）来处理，但其实它还是承担一部分弯矩的。实际上，绝大部分的连接都是半刚性连接，也就是界于铰接和刚性连接之间得连接，在弯矩作用下，连接各杆件之间有相对转角。转角的大小由弯矩的大小以及连接节点的转动刚度决定。在弹性阶段转角与弯矩呈线性关系，当弯矩达到超过某一值时两者呈非线性关系。转角和弯矩的曲线关系可以由连接节点的类型，各构造细部尺寸、材料特性等因素确定。半刚性连接、刚接和铰接是根据弯矩转角曲线人为划分的。刚性连接的做法有：栓焊、全焊和上下翼缘T形短钢连接；铰接连接有：梁腹板与柱用角钢或端板连接；半刚性连接有：螺栓端板连接，上下翼缘角钢连接。除了节点的形式，连接的刚性与节点的构造很有关系。例如门式刚架中常用的螺栓端板连接，螺栓端板连接可作为刚性连接，但连接的刚度和螺栓级别、螺栓个数、螺栓预紧力大小、端板是否外伸、端板厚度、柱上有无加劲肋等因素有关。有一种不太确切的说法，螺栓在柱截面内铰接，在柱截面外刚接，刚接的柱脚构造要有足够的刚度刚接与铰接的区别在于是否可以传递弯矩。如果柱底传递弯矩的能力小于柱子本身，为半刚半角。因此，小断面柱下采用平板支座，可以按照刚接考虑，大断面柱子就要按铰接考虑。方管柱，四个方向都只有一个锚栓，且没有加劲板，是铰接；有8个锚栓的且有加劲板的就是刚接H形柱，在柱内有两个或4个锚栓，柱外没有的，是铰接；锚栓在柱外且有加劲板基本上就是刚接柱脚是刚接还是铰接，就根据螺栓在柱截面内还是截面外判断，详见门规7.2.17，不再赘述。荷载较小，对横向变形要求不高时，宜采用铰接柱脚，反之（如有吊车时）采用刚接柱脚。柱脚刚接，要有足够的刚度承受上部结构带来的弯矩个人认为，一般的做成交铰接比较好，实际上做的铰接还是有很大的刚度，能承受一点弯矩，应该是更安全的若要做成刚接必须：柱脚与柱一定是带加劲肋钢板焊接的并计算满足，螺栓按刚接计算满足，二次浇筑混凝土结合紧密，抗剪计算与措施满足。若做成铰接没上述要求（抗剪计算