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解析高層鋼結(jié)構(gòu)的栓焊混合連接
2021-09-22 09:57 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
高層鋼結(jié)構(gòu)的栓焊混合連接系指在一個(gè)連接接頭同時(shí)采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓和焊縫兩種連接形式，兩者的傳力方式雖不同，但變形特征相似，故有可能在同一連接中將兩者混合使用。焊接的變形能力不如螺栓連接的變形能力，焊接的極限變形約相當(dāng)于摩擦型連接滑移結(jié)束時(shí)的變形，因此，當(dāng)焊接與高強(qiáng)度螺栓一起使用時(shí)，連接承受的最大承載力可以按焊接的最大承載力和螺栓連接的抗滑移力之和確定。栓焊混合連接施工方便，連接可靠，是工地安裝常用的連接方法，常用于梁柱連接接頭等重要部位。
（栓焊混合連接）
栓焊混合連接的施工順序?qū)?jié)點(diǎn)受力性能有一定的影響，日本《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，如果高強(qiáng)度螺栓的緊固先于焊接，則接頭的承載力是兩者承載力之和。這是由于主滑動(dòng)發(fā)生之前，高強(qiáng)度螺栓的連接剛度與焊接的連接剛度相近，因此可以疊加。如先進(jìn)行焊接，則焊接產(chǎn)生的初始應(yīng)變以及焊接受熱而使板件發(fā)生彎曲變形，雖然隨后以高強(qiáng)度螺栓緊固，也難以使連接面緊密貼合，因而不能保證充分的接觸壓力。
《美國(guó)房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作及安裝規(guī)范》(1989年)規(guī)定，在新建工程中，承壓型高強(qiáng)度螺栓與焊縫并用時(shí)，不考慮應(yīng)力的分擔(dān)，焊縫應(yīng)承擔(dān)節(jié)點(diǎn)中全部應(yīng)力。在摩擦型連接節(jié)點(diǎn)中，高強(qiáng)度螺栓應(yīng)考慮與焊縫分擔(dān)應(yīng)力。
在高層鋼結(jié)構(gòu)中，梁與柱的剛性連接是分別對(duì)梁的上、下翼緣采用焊接連接，對(duì)腹板則采用高強(qiáng)度螺栓連接。這種構(gòu)造不僅受力合理，而且避免了進(jìn)行質(zhì)量不易保證的現(xiàn)場(chǎng)立焊，安裝十分方便，這種混合連接形式，焊縫和高強(qiáng)度螺栓各自傳力路線明確，故可按各自的計(jì)算方法分別計(jì)算其承載力。
混合連接采用先栓后焊，應(yīng)考慮焊接對(duì)高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力的影響，焊接時(shí)使螺栓溫度有一定升高，北京長(zhǎng)富宮工程測(cè)試結(jié)果表明，離焊縫最近的高強(qiáng)度螺栓溫度最高可達(dá)120℃，最低為70℃，高強(qiáng)度螺栓由于焊接產(chǎn)生的熱影響，預(yù)拉力損失10%至20%，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)螺栓的承載力宜留一定的余量。
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