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鋼結構的【剛接】和【鉸接】的相關介紹
來源： http://www.v2188w.cn/hyxw/n755.html 作者： 添加時間：2017-06-09
鋼結構的【剛接】和【鉸接】的相關介紹
剛性連接與鉸性連接
鋼結構中，梁與柱的連接通常采用3種形式，柔性連接（也稱鉸接）、半剛性連接和剛性連接。在工程實踐中，如何判別一個節點屬于剛性、半剛性或鉸接連接主要是看其轉動剛度 ,剛性連接應不會產生明顯的連接夾角變形，即連接夾角變形對結構抗力的減低應不超過5%。
半剛性連接則介于二者之間。
梁柱的半剛性連接可以采用在梁端焊上端板，用高強螺栓連接，或是用連于翼緣的上、下角鋼和高強螺栓。其設計要求如下：
（1）端板連接 在端板連接節點中力的傳遞可將梁端彎矩簡化為一對力偶，拉力經受受拉翼緣傳遞。受拉螺栓對受拉翼緣對稱布置。壓力可以通過端板或柱翼緣承壓傳遞，壓力區螺栓可少量設置，并和受拉螺栓一起傳遞剪力。
（2）上下角鋼連接 用上下角鋼連接的節點中，受拉一側的連接角鋼在彎矩作用下，不僅豎肢變形，水平肢也變形。因此，角鋼連接的剛度比端板者稍低。
連接性質的劃分應由下列三項指標來表征：抗彎剛度，轉動剛度，延性（轉動能力）。
抗彎承載力是連接強度的主要項目，此外還有抗剪強度。剛性連接從理論上來說，承受彎矩和剪力的能力應該不低于梁的承載能力，亦即不低于梁的塑性鉸彎矩和腹板全塑性剪力。地震區的框架應該要求更高，體現“強連接-弱構件”的原則。對于柔性連接則只要求其抗剪能力。半剛性連接介于剛性和柔性連接之間，必須具有一定的抗彎能力。
連接的轉動剛度由彎矩-轉角曲線的斜率來體現，它不是常量，轉動剛度對框架變形和承載力都有影響。對變形的影響需要結合正常使用極限狀態進行分析。為此，應考察連接的初始剛度或標準荷載作用下的割線剛度。剛性連接的剛度，理論上需要達到無限大，但實際上只要達到一定的限值就可以看作是剛性連接，問題在于如何從數量上做出界定。
轉動能力屬于延性指標，塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動能力，以便后續的內力重分布能夠出現。
1.剛性連接這種構造假定梁柱連接有足夠的剛性，梁柱間無相對轉動，連接能承受彎矩。鉸支連接這種構造假定結構承受重力荷載時，主梁和柱之間只傳遞垂直剪力，不傳遞彎矩。這種連接可以不受約束的轉動。
2.在鋼結構框架的傳統分析與設計中，為簡化分析設計過程，梁柱連接被認作理想的鉸接連接或完全的剛性連接，并且認為：連接對轉動約束達到理想剛接的９０％以上，可視為剛接；在外力作用下，柱梁軸線夾角的改變量達到理想鉸接的８０％以上的連接視為鉸接。采用理想鉸接的假定，將意味著梁與柱之間沒有彎矩的傳遞，就轉動而論，用鉸連在一起的梁和柱將相互獨立地轉動.
能抵抗彎矩作用的柱腳稱為剛接柱腳，相反不能抵抗彎矩作用的柱腳稱為鉸接柱腳，剛接與鉸接的區別在于是否能傳遞彎矩，從實際上看，如果錨栓在翼緣的外側，就是剛接，而且一般不少于四個，如果在翼緣內側，就是鉸接，一般為兩個或四個。
這兩種柱腳很明顯的區別就是對側移控制，如果結構對側移控制較嚴，則采用剛接柱腳，例如有吊車荷載的情況，吊車荷載是動力荷載，對側移比較敏感，而且側移過大會造成吊車卡軌現象，此時應把柱腳設計成剛接柱腳。
“如果是鉸接柱腳需要加設抗剪鍵，地腳螺栓不能承受剪力的”本人的這句話說得有點不嚴謹，應該說“如果是鉸接柱腳一般需要加設抗剪鍵”。因為鋼結構鉸接柱腳的柱腳軸力比較小，底板和基礎砼表現的摩擦力很少能滿足要求，所以多數柱腳都需要設置抗剪鍵。
剛接與鉸接的 區別：
1.剛接能傳遞彎矩合剪力,鉸接則只能傳遞剪力.
2.二者在構造上也有區別:剛接如為H型鋼則其上下翼緣和腹板均需有連接構造;鉸接如為H型鋼則只需腹板有連接構造即可.
對于柱腳受力分為：
(a) 鉸接柱腳 (b) 剛接柱腳
砼結構柱腳均為剛接，即同時存在軸向力N、水平剪力V和彎矩M，故基礎尺寸較大。
輕鋼結構常見的柱腳型式有剛接和鉸接兩種，其受力是不同的，
1、對于鉸接柱腳， 只存在軸向力N和水平力
2、對于剛接柱腳，除存在軸向力N和水平力V之外，還存在一定的彎矩M，
3、剛接柱腳的基礎大于鉸接柱腳。
另外請注意：
對于剛接柱腳的節點設計：
1、當用于工業廠房且有橋式吊車時，宜將柱腳設計為剛性。
2、剛性柱腳應注意以下問題：
基礎施工單位應有一定的技術水平 ，應設置抗剪件
* 關于剛接、鉸接的問題， 理論上說，剛接鉸接是指節點是否能轉動，完全剛接指完全不轉動，鉸接是可自由轉動。完全剛接就是說此節點不但能承擔剪力 軸力 彎矩外，節點還具有足夠剛度。使節點在彎矩作用下變形很小。理論上說，沒有完全的剛接，只要有作用就有變形，在實際工程中，達到一定的剛度后，我們在工程中就認為是剛接了，如果雖然能承擔彎矩,但變形較大，我們認為是半剛接，是彈性固定。
鉸接好理解，可自由轉動，就是不能承擔彎矩,那么就只能抗剪力和軸力了。具體到一個構件，如工字型構件，翼緣主要受彎，腹板主要受剪。由于此處討論的一些同志沒有學過力學，我就淺顯的講一下，對于彎矩，離形心軸越遠的地方，彎矩貢獻越大，所以翼緣離形心最遠彎矩貢獻大。剪應力在形心處最大，所以腹板主要受剪。一般地講，具體到節點,如端板連接，凡在翼緣外布置有螺栓的，端板厚度滿足要求的,就為剛接。鉸接節點螺栓布置在靠近形心軸處。
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