4个钢结构连接设计中的常见问题解释的太详细了！

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1、4个钢结构连接设计中的常见问题，解释的太详细了！感谢作者：朱恒丨转自PKPM新天地114期梁柱连接细节较多，如果对于一些细节把握不当，容易造成困扰。 本文选取了最常见的几个连接设计中的问题进行解释，也希望能给大 家的设计带来帮助。1.前言钢结构的连接设计一直以来就是钢结构设计中的一个难点，一方 面钢结构连接都比较繁琐，细节较多；另外一方面涉及到一些前提假 定。如果不清楚其中的一些“机关”，就很容易对结果产生质疑。由 于篇幅有限，本文的内容只包括了梁柱连接和主次梁连接两种类型。2.常用设计法与精确设计法在梁柱连接节点的设计中，经常会遇到窄翼缘、高截面的梁。对 于这样的梁截面，由于梁翼缘过小，实际

2、在梁柱连接处传递弯矩的， 已经不止是梁翼缘了，而是翼缘和一部分腹板形成的一个上下镜像” T 型的截面。hmhmT型截面的腹板部分高度，可由高钢规8.2.3条有效受弯区高度 hm求得。但一般可以偏安全地将腹板全高作为受弯区高度（实际在腹 板连接的设计时，也是将全高作为受弯区来验算螺栓受剪的），即梁端的弯矩分配可通过翼缘和腹板的惯性矩比值来进行。PKPMPKPM同隸=-j- x M般将翼缘连接承担梁端所有弯矩，而腹板只承担梁端剪力的设 计方法称为“常用设计法”；而梁端弯矩由腹板和翼缘连接共同承担 的设计方法称为“精确设计法”。这两种设计方法可通过翼缘和全截 面的塑性抵抗矩比值来确定，当该比值Y小于

3、0.7时，可认为翼缘较弱，弯矩需由一部分腹板传递，设计方法上也应偏安全选择 精确设计法；而该值Y大于等于0 7时，则可认为翼缘连接有足够的能 力传递所有弯矩，此时可采用常用设计法。但是0.7的界限也并非绝对， 程序也提供了人为指定设计方法的选项，对于一些在0.7左右的梁，也滎腮檢同部如畐时第贸越面开始处至I柱边的距爲_500俪 r?工宇璇柱弱轴与梁刚接时翼缰到柱边的距离：而 P工宇形柱弱轴与梁刚雀时翼燼宽度的坡度矗|5 顶层柱与梁刖接时柱延诩到梁幻洒睹可以根据实际情况，灵活选择设计方法，减少螺栓数量。吉连书方式一EU mm。囁序自动确定t垫扳茂粱脛板与桂的连接形式 愕乘用高强度彈栓连捞樂柱刚搖

4、时的设计方法:茨梁艇板与主梁的连接莊式毕采用高强度螺栓连挂3.梁柱连接的极限承载力计算梁梁拼接的设计也是很多人会经常问到的，而最多问到的，就是 “为什么不能采用拼接处的梁内力”。这里可以理解设计人员希望减 少螺栓数量的良苦用心，但是在节约钢材量的同时，也不能忘了最基 本的设计假定：钢梁是刚度连续无缺陷的。如果按拼接处的实际内力 去设计了连接，那么连接处的连接刚度就会小于构件的刚度了，也就 相当于这个位置的梁出现了一个缺陷。相信这么解释，应该有很多人 就能理解为什么要做等强设计了。那么接下来的问题就是，梁梁拼接是否还要判断设计法？很遗憾， 由于梁梁拼接的传力方式不同与梁柱连接，所以梁梁拼接始终采

5、用的是精确设计法。当然也有例外，当梁翼缘也为螺栓连接时，腹板的弯矩可以打一个4 折，而多出来的部分则是分给了翼缘。4.梁柱连接的极限承载力计算抗震规范 8.2.8 条要求，连接的极限受弯承载力，必须要大于构件 的塑性受弯承载力，同时规范也给出了验算公式。注意对比01 抗震规 范，对于 Mu 的说明已经由“翼缘的极限承载力”变更为“刚性连接 的极限承载力”，也就是说，除了翼缘部分，还应加上腹板连接的极 限承载力。对于规范的8.2.8 条中，梁柱连接的极限承载力验算公式， 很多人理解是这样的：PKPMPKPM按照上面的推算，对于Q235钢材来说，他的强屈比达到了 1.5 , 应该是自然满足了，那么

6、为什么还存在很多 Q235 的钢梁连接不满足 呢？让我们仔细阅读高钢规的 8.2.4-3 的公式可以发现，对于腹板连接， 极限状态和翼缘连接并不相同，翼缘连接是拉断破坏，而腹板连接则 是屈服退出工作，所以对圆管和箱型这样天然没有内加劲的截面，承 载力则是进一步降低。梁腹板连接的极限受弯承载力?2?wjt?ACW =丄 f A 一 而且这里面要进一步说明的是，有些人理解的腹板的Wpe需要考虑的是扣除螺栓孔的净界面，实际对照公式，屈服面在连接板与柱壁板的交界面，和螺栓孔并没有任何关系。PKPMPKPM5.主次梁连接的偏心弯矩 在设计梁柱铰接连接时，程序对于螺栓群的受力，除了端部的剪 力之外， 还增

7、加一个附加弯矩， 由螺栓群中心的偏心导致， 即M=Vxeo但是这种设计方法用在主次梁铰接连接上时，却会遇到大麻 烦，而这个麻烦则是由螺栓群本身的特性所造成的。螺栓群中，每个 螺栓的承担的弯矩可以由下面公式计算得到。PKPMPKPM从公式本身来看，可以发现两个特点：1最外排螺栓承受的剪力 最大；2、在恒定弯矩下，螺栓到中心的距离的平方和越小，承受的剪 力就越大。所以在主次梁连接中，由于次梁的截面都较小，所以即使偏心弯 矩不大，最外排螺栓的剪力也会很大。当螺栓验算不满足时，需要增 加螺栓列数，而这种调整又会引起螺栓群偏心的进一步增大，增大偏 心弯矩。很多时候，这种调整会带来恶性循环，导致主次梁连接的螺 栓数量多到惊人。其实对于主次梁连接这样非主要的连接，完全可以做一些假定进 行简化。在钢结构中建议“考虑到连接处有一定的约束作用，并 非理想铰接，可将次梁反力 R 加大 20%30%”，程序在处理时也采 用这种建议的简化方法，将梁端建立放大1.3 倍来考虑偏心影响，设计 得到的螺栓数量也很合理。