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钢结构(柱脚)刚接与铰接的区别
2025-09-26 18:13:54 责编:小OO
文档
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(抗剪计算与措施要满足)。但实际上也会传递小部分弯矩,一般认为达不到刚接弯矩的25%的视为铰接。

我在STS中三维建模,在SATWE中进行结构计算,在超筋信息中,构件全部都能通过,就是都出现“强柱弱梁”不知道是什么原因导致的,也 不知道怎样去解决这个问题,请问哪位高手可以帮我解决一下,谢谢!==抗规8.2.5第一条和公式8.2.5-1

钢结构铰接与刚接的区别

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∙柔性连接

∙半刚性连接

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    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。

    补充一下,一般铰接我们的做法就是,采用单面连接板螺栓连接,刚接的话,我们就采用双面连接板螺栓连接外加上下翼缘各加一块垫板焊接,或者采用双面连接板每块都四面围焊焊接。另外半刚性连接,目前只是处于研究阶段,你说的那种做法,是实际中有人那样采用,单由于研究的成果不是很多,在设计规范中并没有反映出来,也就是在施工中做半刚性连接的理论依据还不是很成熟,专家也还没有达成共识,个人感觉慎用。下载本文

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