框架梁柱连接节点PPT课件

1、1第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点=0M0M 0M 刚性连接：梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。柔性连接：梁柱间有相对转动，连接不能承受弯矩。半刚性连接：梁柱间有相对转动，连接能承受弯矩。 第1页/共36页2第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点转动刚度和连接形式的关系弯矩M转角1刚性2半刚性3柔性第2页/共36页3柔性连接1半刚性连接2刚性连接3梁腹板传递竖向剪力梁腹板与翼缘传递剪力和部分弯矩梁上下翼缘传递大部分弯矩，腹板主要传递剪力第20讲 框架梁柱连接节点连接的受力特点连接的受力特点第3页/共36页4第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点u 刚性连接是

2、多高层结构中常见的连接形式；u 未必所有的梁柱都刚性连接；u 梁柱刚性连接构造复杂，制作和工地安装 u 工作量大，应该尽量少用；u 实际梁柱连接往往介于完全刚接和完全铰接之间；u 可根据需要和可能采用半刚性连接。刚架连接形式的选取？第4页/共36页5第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点连接角钢、端板、支托完全焊接、完全栓接、栓焊混合刚性连接柔性连接连连接接形形式式的的实实现现？第5页/共36页6第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点第6页/共36页7第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点u 梁翼缘与柱翼缘间: 全熔透坡口焊缝；u 按规定设置衬板；u 柱在梁

3、翼缘对应位置 设置水平加劲肋；u 加劲肋厚度不应小于 梁翼缘厚度。构造简单，但焊缝质量要求高。为便于施焊，梁腹板要切去两角；完全焊接完全焊接第7页/共36页8第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点完全栓接完全栓接u 所有的螺栓都采用高强摩擦型螺栓连接；u 当梁翼缘提供的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70时，梁腹板与柱的连接螺栓不得少于两列；u 当计算只需一列时，仍应布置两列，且此时螺栓总数不得小于计算值的1.5倍。适用于单侧有梁相连的柱第8页/共36页9第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点栓焊混合连接栓焊混合连接 可认为是半刚接；可认为是半刚接； 连接钢板足够厚

4、时，连接钢板足够厚时， 作为刚接；作为刚接； 支托传递剪力。支托传递剪力。第9页/共36页10第20讲 框架梁柱连接节点刚接时的验算内容v梁与柱的连接承裁力：校核梁翼缘和腹板与柱的连接在弯矩和剪力作用下的强度；v柱腹板的抗压承载力：在梁受压翼缘引起的压力作用下，柱腹板由于屈曲而破坏，需要考虑加劲肋的设置问题。v节点板域的抗剪承载力：强度和稳定性计算（自学）第10页/共36页11第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点刚性连接的计算方法常用计算法精确计算法梁翼缘梁端全部弯矩梁腹板梁端全部剪力梁翼缘梁腹板承担Mf同时承担Mw和梁端全部剪力V梁端的弯矩M以梁翼缘和腹板各自的截面惯性矩分担作用

5、第11页/共36页12第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点完全焊接时的常用计算法v 追加Anwfv/2作为焊缝所承担的剪力验算。v 梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：v 梁腹板角焊缝的抗剪强度：wtf ff()Mfb t htwfwe2Vfl h第12页/共36页13第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点栓焊混合连接时的常用计算法v 梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：v 梁腹板高强螺栓的抗剪承载力：wtf ff()Mfb t htVNNnbbvv=0.90.9：考虑焊接热影响对高强度螺栓预拉力损失。v 追加Anwfv/2作为螺栓所承担的剪力验算!第13页/共36页14第

6、第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点栓焊混合连接时的全截面计算法v 梁翼缘与柱翼缘对接焊缝在Mf作用下：v 梁腹高强螺栓连接在V 和Mw共同作用下（单排螺栓时）wffwIIMMMMII22bw1v20.9iM yVNynwtfffffthtbM第14页/共36页15第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点完全焊接时的全截面计算法v 梁腹板角焊缝在V 和Mw共同作用下：wffwIIMMMMIIv 梁翼缘与柱翼缘对接焊缝在Mf作用下：wtfffffthtbM w2wwww23lhVlhMWMeewf22f/f第15页/共36页16第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节

7、点震害第16页/共36页17第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点产生裂缝的部分原因 未焊透、气泡、凹坑、 焊脚尺寸的突变； 焊接处材料韧性低下。第17页/共36页18第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点改进意见 最好在焊后将衬板除去并补焊翼缘坡口焊的焊根； 如果焊后不除去衬板，则下翼缘焊缝的衬板应有足够的角焊缝消除间隙；同时，腹板端部扇形切角的尺寸不宜过小；为了防止焊缝金属韧性过低，对它的最低冲击功作出了规定。第18页/共36页19第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点改进的节点构造-1(骨形连接)Dogbone Moment Connectionv 梁翼缘

8、局部削弱， 形成骨形连接；v 塑性铰自梁端外移。塑性铰所在截面第19页/共36页20第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点改进的节点构造-2(梁端部加腋)v 塑性铰外移；塑性铰外移；v 用于结构加固。用于结构加固。塑性铰所在截面第20页/共36页2121 其它方法：把梁的短段在工厂和柱焊接,以保证焊接质量，短段和梁的主段在工地拼接，可以全部用高强度螺栓连接，或焊、栓并用。第21页/共36页22第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点柔性连接u 多层框架中可由部分梁和柱刚性连接组成抗侧力结构，而另一部分梁铰接于柱，这些柱只承受竖向荷载；u 设有足够支撑的非地震区，多层框架原则

9、上可全部采用柔性连接。 第22页/共36页23第第2020讲讲 框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点柔性连接柔性连接（a）（c）（b）连接角钢或端板偏上放置：上翼缘处变形小。第23页/共36页2424实例梁与柱铰接连接梁腹板传递竖向剪力第24页/共36页25第第2020讲讲框架梁柱连接节点框架梁柱连接节点半刚性连接v 竖向荷载下可看作梁简支于柱；v 水平荷载下起刚性节点作用；v 适于层数不多或水平力不大的建筑；v 半刚性连接必须有抵抗弯矩的能力，但无需同刚性连接。 用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓来连接，由上下角钢一起传递弯矩，腹板上的角钢则传递剪力。 RM第25页/共36页26第第2020讲讲框

10、架梁柱连接节点框架梁柱连接节点半刚性连接u 端板在大多数情况下伸出在梁高度范围之外(或是上边伸出，下边不伸出) u 梁端弯矩化作力偶，其拉力经上翼缘传出；u 受拉的螺栓布置在关于受拉翼缘对称的位置，共四个；u 压力可以通过端板或柱翼缘承压传力，压力区螺栓可少量设置，和拉力区的螺 栓一起传递剪力；u 虚线表示必要时可设柱加劲肋。RMRM第26页/共36页2727实例实例梁与柱的半刚接连接梁腹板与翼缘传递剪力和部分弯矩第27页/共36页28转动刚度大、视为刚性连接第20讲框架梁柱连接节点第28页/共36页29转动刚度较大、视为半刚性连接第20讲框架梁柱连接节点第29页/共36页30转动刚度小、视为

11、柔性连接第20讲框架梁柱连接节点第30页/共36页31第第2020讲讲构件拼接的设计构件拼接的设计u 为运输方便及满足吊装因素等，有时柱截面需发生变化；u 根据设计和施工的具体要求；u 一般采用三层一根作为柱的安装单元，长度1012m左右。u 柱拼接可采用焊接或高强螺栓连接。第31页/共36页32第第2020讲讲构件拼接的设计构件拼接的设计等截面柱的拼接u 柱的拼接点应设在弯矩较小处，u 宜位于框架梁上方1.3m附近。u 在抗震设防区，应使框架柱的拼接与柱自身等强，一般采用全熔透对接坡口焊缝，也可采用摩擦型高强螺栓连接。u 在非抗震设防区，当柱的拼接不产生拉力时，可不按等强连接设计。焊缝连接可采用坡口部分熔透焊缝。第32页/共36页33第第2020讲讲构件拼接的设计