高层钢结构栓焊混合连接的特点、施工顺序及影响

   日期:2024-09-06     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:359    
核心提示:栓焊混合连接的施工顺序对节点受力性能有一定的影响,日本《钢结构设计规范》规定,如果高强度螺栓的紧固先于焊接,则接头的承载力是两者承载力之和。在高层钢结构中,梁与柱的刚性连接是分别对梁的上、下翼缘采用焊接连接,对腹板则采用高强度螺栓连接。

高层钢结构的栓焊混合连接是指在一个连接接头中同时采用摩擦型高强螺栓和焊缝。二者虽然传力方式不同,但变形特性相似,因此可以将二者混合应用于同一个连接中。焊接的变形能力不如螺栓连接,焊接的极限变形量约相当于摩擦型连接滑移末端的变形量。因此,当焊接与高强螺栓联合使用时,连接的最大承载力可由焊接的最大承载力与螺栓连接的抗滑移力之和来确定。栓焊混合连接施工简便、可靠,是现场安装常用的连接方法,常用于梁柱连接接头等重要部位。

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栓焊混合连接的施工顺序对节点受力性能有一定影响。日本《钢结构设计规范》规定,若先紧固高强螺栓再焊接,则节点承载力为二者承载力之和。这是因为在发生主滑动之前,高强螺栓连接刚度与焊接连接刚度相近,因此可以叠加。若先焊接,焊接产生的初应变及焊接产生的热量会使板材弯曲变形,即使后紧固高强螺栓,也难以使连接面紧密贴合,因此不能保证足够的接触压力。

美国房屋钢结构设计、制作与安装规范(1989)规定:在新建建筑工程中,承压型高强螺栓与焊缝共同使用时钢结构连接螺栓焊接,不考虑应力分担钢结构连接螺栓焊接,焊缝应承担节点内全部应力。在摩擦型连接节点中,高强螺栓应考虑与焊缝共同承担应力。

高层钢结构中,梁、柱间的刚接连接采用梁的上下翼缘焊接、腹板间采用高强螺栓连接,这种结构不仅受力合理,避免了现场立焊等质量难以保证的现象,而且安装十分方便。这种混合连接形式,焊缝和高强螺栓的传力路径明确,可按照各自的计算方法分别计算其承载力。

混合连接采用先螺栓后焊的方式,应考虑焊接对高强螺栓预紧力的影响。焊接过程中螺栓温度会有一定升高,北京长福宫工程试验结果表明,最靠近焊缝处的高强螺栓温度最高可达120℃,最低可达70℃。由于焊接产生的热量,高强螺栓的预紧力会损失10%~20%。设计时应给螺栓的承载力留有一定的余量。

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