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B1. 连接与节点
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讨论:同样的连接形式采用不同的材料节点刚度不同
轻钢结构
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#1
2005-4-8 20:28
如图,如果采用T型热轧钢连接属于半刚性,而日本也有同样的做法,不过那里用铸铁作为T型件,设计中按刚性计算。不知其中的道理在哪里,大家讨论一下。考虑铸铁是脆性材料,它没有明显的屈服台阶,强度高。除此之外,我想不出他们的区别,可这些因素如何影响节点的刚性呢?
zxinqi
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#2
2005-4-9 10:48
根据梁柱连接的M-θ曲线,上图采用T型钢连接应该属于刚性连接,而且是最典型的刚性连接,楼上是不是将概念搞混了。他与材料应没关系吧?
kangnuan
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#3
2005-4-9 18:58
图中的连接方式是典型的刚性连接,对于力学计算模型来说就是刚节点,它是相对铰节点而言的,刚节点承受弯矩.轴力.剪力,而铰节点只承受轴力和剪力,半刚性的概念是应用中的状态,刚度的概念是指材料来说它抵抗变形的能力,刚度越大抵抗变形的能力越强!
liguohua2
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#4
2005-4-9 22:08
T型连接是刚性连接,与材料没有关系。判断刚性连接与半刚性连接要考察节点受力及变形两个方面。
邓箫骧
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#5
2005-4-9 23:40
连接肯定与材料有关系啊!推到极限状态思考,假如连接处的T型构件采用橡胶,那么会是什么样子的呢?应该是铰接吧!图示连接做法在弹性状态下应该都算做刚接;而在地震作用时热轧钢容易进入塑性,刚度降低,而铸铁不容易进入塑性,所以铸铁连接按刚性考虑,而热轧钢按半刚性连接考虑,即考虑了节点刚度的降低。
allan
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#6
2005-4-10 13:29
楼主的意思没有错,图中左边用T型连接件的节点,注意,梁只在上下翼缘与柱有连接,而腹板没有,这应该属于半刚性连接,我们国家李和华老师的《钢结构连接节点设计手册》上有这样的半刚接节点形式。试想我们通常用的翼缘对接焊接,腹板高强螺栓连接节点可以看做是刚接节点,如果我们去掉腹板的高强螺栓连接,还能看做是刚接节点吗?
日本采用T型连接件的做法主要是避免现场焊接,T型连接件一般用铸钢。采用这样的节点由于在柱上开孔,对柱翼缘有一定的削弱。我们国家也曾有过对这样节点形式的试验研究,研究结果表明,在加载过程中,接近极限荷载的时候,柱翼缘由于削弱。变形很大,所以建议对节点处柱翼缘进行加强,也就是在柱翼缘内侧节点处加盖板,局部加厚节点处柱翼缘。
有心就好,身体力行
myorinkan
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#7
2005-4-18 13:11
这是传递弯矩的连接,其弯矩传递能力Mn,一般小于梁的抗弯能力Mp,beam,Mn<Mp,beam。属于PR(Partially Restrained)型,即半刚性连接。
连接的薄弱部分是T形连接件的翼缘,其次是高强度螺栓和柱翼缘的开孔部。与传统的热轧CT型钢相比,采用高强度钢,铸钢,模锻锻钢来做T形连接件,可以提高整个连接的刚性(弯矩传递能力)。由热轧CT型钢切割的T形连接件,其应力方向与金属纤维方向垂直。而模锻出的T形连接件可以克服这一缺点。与T形连接件相比,铸钢和模锻钢的外露式柱脚底板在日本用的比较多(分H形和箱形钢柱用两大类)。
为防止柱翼缘开孔部的局部面外破坏,在钢柱的开孔附近需设水平加劲板,板厚不小于梁翼缘厚。下图3为柱翼缘的屈服线和扇形屈服场。
这里给大家介绍一下日本京都大学研究生院井上一朗教授著《建筑钢结构的理论及设计》(京都大学学术出版社2003年8月日文初版)里关于T形连接件各部件的承载能力的计算结果。
见附图1,2,3。
计算条件:
钢梁H-340×250×9×14, Fy=235N/mm2,Fu=400N/mm2,Zpx=1410cm3
钢柱H-300×300×16×19,Fy=235N/mm2,Fu=400N/mm2
T形连接件CT-280×250×16×28,Fy=325N/mm2,Fu=490N/mm2
高强度螺栓F14T,M22,单面受剪承载力131kN,极限受剪承载力319kN
柱翼缘水平加劲板厚16mm
计算结果:
(1)T形连接板腹板的高强螺栓 使用极限状态Ps1=786kN(115%),承载能力Pu1=1914kN(176%)
(2)T形连接板腹板净截面 Ps2=1050kN(153%),Pu2=1583kN(145%)
(3)T形连接板翼缘 Ps3=686kN(100%),Pu3=1090kN(100%)
(4)H钢柱翼缘面外弯曲 Ps4=867kN(126%),Pu4=1476kN(135%)
可见T形连接的使用极限状态和承载能力由T形板翼缘强度决定。
上下T形连接可能传递的弯矩Mn=686×(34-1.4)=22364kN-cm
梁的抗弯能力Mp,beam=(Fy/γr)( Zpx)=235/1.087×1410/10=30482kN-cm
Mn=73.3%Mp,beam 故为半刚性连接。
okok
修改于2011-06-20 15:13
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