钢结构连接按其转动刚度和传力特性可分为以下三种主要类型:
1. 刚性连接(刚接)
定义与特点
定义:梁柱连接节点具有完全约束,能够传递弯矩、剪力和轴力,且梁柱间无相对转动。
特点:
高刚度:节点刚度无限大(理想状态),结构整体刚度强。
抗弯能力:能有效传递梁端弯矩,适用于需要严格保持几何形状的结构。
抗震性能:在地震区需遵循“强节点弱构件”原则,需增强节点域的抗剪和抗弯能力。
构造形式
全焊接节点:梁翼缘、腹板与柱全熔透焊接。
栓焊混合节点:梁翼缘焊接,梁腹板用高强螺栓连接。
全栓接节点:梁与柱通过高强螺栓(如10.9级)全螺栓连接,需确保螺栓布置对称。
适用场景
抗震结构:需保证结构整体性和延性。
大跨度或重载结构:如桥梁、高层建筑框架。
2. 铰接连接(铰接)
定义与特点
定义:梁柱连接节点允许自由转动,仅传递剪力和轴力,不传递弯矩(转角无限大)。
特点:
低刚度:节点刚度趋近于零,结构整体刚度较低。
简化分析:常用于简化计算模型。
抗震优势:减少地震弯矩传递,但需避免节点刚度过低导致的结构不稳定。
构造形式
螺栓连接:仅通过高强度摩擦型螺栓连接梁腹板与柱。
销轴连接:通过销轴或铰支座实现自由转动。
轻型结构连接:如轻钢厂房的檩条与钢梁连接。
适用场景
非抗震或低烈度区结构:如小型厂房、仓库。
需要灵活转动的部位:如悬挑结构或可拆卸的临时结构。
3. 半刚性连接
定义与特点
定义:介于刚接和铰接之间,允许有限转动,能传递部分弯矩和剪力,其弯矩转角(Mθ)关系呈非线性。
特点:
部分约束:转动刚度可调。
经济性:比全刚接节省材料,比铰接提升整体刚度。
抗震性能:通过耗能和延性设计。
构造形式
端板连接:梁端焊接端板,通过高强螺栓与柱连接。
角钢连接:利用上下角钢与螺栓传递力。
短T型钢连接:通过T型钢增强抗弯能力。
适用场景
中高层建筑:需平衡刚度与经济性的结构。
工业化建筑:装配式结构中便于预制和安装(如端板连接)。
抗震设计:通过控制转动刚度实现“强连接弱构件”。
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