Rigid beam-to-column connections
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Atlas: 16G519
框架梁与柱刚接,是多高层钢结构里最关键、也最容易出事的节点。常用做法是:梁翼缘与柱用全熔透坡口焊缝直接焊接(弯矩主要由翼缘传递),梁腹板用连接板加高强度螺栓摩擦型连接(剪力主要由腹板传递),称为栓焊混合连接;也可以全焊接。
按柱形式分的几种做法
梁柱刚接的常见形式
| 柱形式 | 做法 | 要点 |
|---|---|---|
| H 形柱(绕强轴) | 梁翼缘对接焊于柱翼缘,柱腹板两侧对应梁翼缘处设水平加劲肋 | 柱腹板在节点域厚度不足时,要补强(局部加厚或贴板) |
| 箱形柱 | 柱贯通:梁翼缘处设贯通式水平隔板(柱内加隔板);或外环加劲式:柱外加水平加劲板 | 两个方向都与梁刚接时,宜用箱形柱 |
| 圆管柱 | 外环加劲板绕柱一圈,梁翼缘焊在加劲板上 | 加劲板宽度、厚度的要求同箱形柱外环加劲 |
图集中,外连式水平加劲板的厚度取与它对应的梁翼缘中最厚者再加 2 mm,且不小于柱壁板厚度;加劲板宽度 bs 不小于梁翼缘宽度的 0.7 倍,bs/ts 也不能超过宽厚比限值。箱形柱壁厚不大于 16 mm 时,不宜用电渣焊焊接隔板。
为什么抗震要用加强型连接
按常规等截面梁与柱栓焊连接的多高层钢结构,在遭遇过地震后的调查发现,破坏部位多集中在梁下翼缘与柱的工地焊接处,梁的延性没有发挥出来。于是抗震一、二级时,梁与柱宜采用加强型连接或骨式连接,让塑性铰出现在离柱面一段距离的梁上:把梁端加强、或削弱梁翼缘(骨式),使梁比节点先屈服。
加强梁端的两种盖板(图集第 24 页)
| 做法 | 特点 | 尺寸提示 |
|---|---|---|
| 楔形盖板 | 在梁翼缘上下加楔形板,宽度小于梁翼缘 | 板厚 t 不小于 6 mm,斜率约 1:4 |
| 矩形盖板 | 盖板宽度大于梁翼缘 | 长度取 (0.5~0.8)hb,宽度 bf+4tf,厚度 (1.2~1.4)tf |
腹板与柱的连接焊缝:板厚小于 16 mm 时可用双面角焊缝;板厚不小于 16 mm 时用 K 形坡口焊缝;7 度(0.15g)以上要围焊。
下料提示梁翼缘全熔透焊缝的衬板、引弧板位置在平面图上常常不画,要在深化时自行补出;盖板和加劲板的尺寸以节点图公式为准,不要估着切。
易错加强型连接图中「梁端加虚线的部分」是抗震设防时才加的构造,别在非抗震工程里误加,也别在抗震工程里漏掉。
自测
- 1.栓焊混合连接中,翼缘和腹板分别怎么连?
- 2.抗震一、二级时为什么宜采用加强型或骨式连接?
- 3.梁腹板与柱连接,板厚不小于 16 mm 时图集建议采用哪种焊缝?
- 4.箱形柱外连式水平加劲板厚度怎么取?
Compiled with reference to industry standard atlases. Dimensions and details are illustrative — follow the design drawings and current codes.