钢结构柱与柱拼接连接的一般要求
推窗听雨
2023年07月25日 14:17:10
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一、 柱与柱的拼接连接节点,理想的情况应是设置在内力较小的位置。但是,在现场从施工的难易和提高安装效率方面考虑,通常框架柱的拼接连接接头宜设置在框架梁上方1.3m附近。 为了便于制造和安装,减少柱的拼接连接节点数目,一般情况下,柱的安装单元以三层为一根。特大或特重的柱,其安装单元应根据起重、运输、吊装等机械设备的能力来确定。 二、 通常情况下,作用于拼接连接节点处的内力有轴心压力 N、 弯矩M 和剪力V(图-1)

一、 柱与柱的拼接连接节点,理想的情况应是设置在内力较小的位置。但是,在现场从施工的难易和提高安装效率方面考虑,通常框架柱的拼接连接接头宜设置在框架梁上方1.3m附近。

为了便于制造和安装,减少柱的拼接连接节点数目,一般情况下,柱的安装单元以三层为一根。特大或特重的柱,其安装单元应根据起重、运输、吊装等机械设备的能力来确定。

二、 通常情况下,作用于拼接连接节点处的内力有轴心压力 N、 弯矩M 和剪力V(图-1)
当拼接连接处的内力小于柱承载力设计值的一半时,从柱的连续性来衡量拼接连接节点的性能,其设计用内力应取柱承载力设计值的 1/2
非抗震设防的高层钢结构,当在拼接连接处不产生拉力,且被连接的柱端面经过铣平加工且紧密结合时,其轴心压力和弯矩的 25%分别由柱端面直接传递。也就是说,符合上述要求的柱的拼接节点连接,可分别按轴心压力和弯矩的 75%来计算,而剪力是不能通过柱端接触面传递的。

三、箱形截面柱通常是在工厂采用四块钢板组合焊接而成,其四个角部的焊缝一般是采用部分焊透的 V 形或 J 形焊缝,其焊脚尺寸(从坡口根部至焊缝表面的最短距离),可根据实际作用的水平剪力来计算确定。但任何情况下,s均不应小于tw/2 (图 -2),对组成节点板域的部分及水平加劲隔板外侧600mm的范围内,应采用完全焊透的坡口焊缝 (图-2)
四、柱的拼接连接,对 H形截面柱其翼缘通常采用完全焊透的坡口对接焊缝连接,腹板采用高强度螺栓连接(图 -1b);也可全部采用高强度螺栓连接 (图 -1a);对箱形截面或圆管形截面柱是采用完全焊透的坡口对接焊缝连接 (图-1c)。
柱的拼接连接,当采用高强度螺栓连接时(图-3),翼缘和腹板的拼接连接板应尽可能成对设置(图 -3a),而且两侧连接板的面积分布应尽可能与柱的截面相一致;
在有弯矩作用的拼接连接节点中,拼接连接板的截面面积和截面抵抗矩均应大于母材的截面面积和截面抵抗矩。
五、柱的拼接连接,当采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时,尚须来取以下措施。
1、为保证上、下柱拼接连接焊缝根部的间隙,可根据具体情况,选用以下的方法:
(1)利用柱腹板的拼接连接板支承上柱;
(2)采用上、下柱腹板(端面经加工)的端 面紧密接触;
(3)在工厂预先按要求于拼接处设置连接衬板,并将经加工的端面紧密接触。
(4)采用上述方法的组合。
2、为确保柱的拼接连接节点的安装质量和架设的安全,在柱的拼接处须适当设置安装耳板作为临时固定(图-4、图-5 图-6)。
此时安装耳板的长度、宽度和度及其连接焊缝、临时固定的螺栓数目,应根据柱子安装单元的自重和安装时可能出现的最大阵风以及其他施工荷载来确定。
但无论如何,安装耳板的厚度不应小于 10mm;安装耳板与柱的连接,当采用双面角焊缝时,其焊脚尺寸不宜小于8mm;连接螺栓数目上柱和下柱各为3个,直径不应小于20mm;安装耳板的长度和宽度可根据连接螺栓设置的构造要求和焊接操作的极限尺寸来确定。
图-4为H形截面柱的拼接连接节点,翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接,而腹板采用高强度螺栓连接时,设置安装耳板的示例。
图-5为箱形截面柱的拼接连接节点,沿柱全周采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时,设置安装耳板、水平加劲隔板和衬板的示例。
图-6为圆管形截面柱的拼接连接节点,沿柱圆周采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时,设置安装耳板和环形村板的示例。
六、柱需要改变截面时,一般应尽可能地保持截面高度不变,而采用改变翼缘厚度(或板件厚度)的办法。
若需改变柱截面高度时,一般常将变截面段设于梁与柱连接节点处,使柱在层间保持等截面。这样,柱外带悬臂梁段的不规则连接在工厂完成,以保证制作和安装质量。
变截面段的坡度,一般可在 1:4~ 1:6的范围内采用,通常取 1:5或 1:6。
对边列柱可采用图 -7 (a)和图-8 (a)所示的作法,但其连接尚应考虑由于上下柱重心偏离所产生的附加弯矩的影响。
对中列柱可采用图-7 ( b)和图-8(b)、 (c)、 (d) 所示的作法。
七、下柱为十字形钢骨混凝土柱与上柱的箱形截面钢柱的连接,存在着两种不同截面的过渡段(图 -9)。
为了使上柱(箱形截面柱)的内力能均衡传递给下柱(十字形截面柱)的翼缘和腹板,下柱的翼缘和腹板的连接焊缝相对于上柱的内力要有足够的长度 (过滤段长度),一般情况下,可取过渡段的长度 L≥hc+200mm (图  -9)
另外,由于在上柱的箱形柱内浇灌混凝上是困难的,在验算箱形柱与十字形柱界限处的应力时,不宜考虑钢筋混凝土的作用。
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2023年07月26日 08:34:31
2楼
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