试析钢结构连接构造

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摘要：在建筑工程中，钢结构的连接不仅能传递竖向力，还能传递连接弯矩，其连接构造形式较为多样，不过均要遵循传力直接、均匀与可靠等原则，使其构造简单，方便制造与安装，本文就钢结构连接构造进行了分析讨论。

关键词：钢结构；连接构造；铰接连接

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

钢结构因良好力学、经济与应用性能，被广泛应用在建筑领域，连接结构的好坏直接影响着钢结构整体的安全可靠性，连接构造包含主梁与次梁连接、柱与基础连接以及梁与柱间的连接等，根据连接变形与传力状况，实际工程中的常用构件连接能分成刚接与铰接两种，其中，铰接为竖向力传递，主梁与次梁铰接所传递的是次梁竖向的反力，而柱与梁间的铰接所传递的是梁端的反力，基础与柱间的铰接所传递的是柱身轴心的压力，在钢结构连接构造中，其基本原则为传力直接、均匀与可靠，使其构造简单，方便制造安装。

一、次梁和主梁间的连接

刚接的连接构造

在次梁和主梁间的连接中，刚接需要传递次梁端部弯矩与竖向反力，将弯矩化作力偶矩，力偶矩是次梁上下翼的缘形心间距，上翼缘拉力是由盖板所承受，依据拉力大小，对盖板面积进行确定，盖板和每个次梁需要应用三面围焊工地的角焊缝进行连接，根据拉力计算出焊缝的弯矩力。在主梁两侧的盖板平面是鱼尾形的，可称之为鱼尾板，让焊缝的手里均匀，并处在俯焊焊接位置，在工厂制造的时候，腹板两边应各焊接一个承托，可称为短牛腿，其水平板的宽度应该比次梁翼缘板大，将次梁安放在承托上，俯焊相连，焊缝承受的是次梁下翼缘板所传递水平的压力。

铰接的连接构造

在次梁和主梁连接中，铰接连接是种常用连接形式，将次梁与主梁横向加劲肋相连接，主梁的左侧为普通的C级螺栓构造，而右侧的次梁荷载比较大时，可改成角焊缝进行连接，这时螺栓可作为安装定位或者临时支撑来应用。次梁和主梁间是平位连接的时候，次梁的两端下部应去掉半个的翼缘板，而梁端上部应该去掉腹板与上翼缘板，因连接并不是完全简支，应该按照次梁支座的反力1.2-1.3倍数进行螺栓数目与焊缝尺寸的计算，对于螺栓承载力值应按照双杆单剪与孔壁承压求出较小值，对于角焊缝强度，要考虑到高空立焊的焊接条件，采取折减系数的0.9，因次梁端部要去掉部分截面，在使用螺栓进行连接的时候，要按照矩形的净截面最大剪应力对梁端部抗剪强度进行验算，连接件次梁和主梁间应简单连接，如果楼面板的铺设条件允许，次梁可采取低位给予连接，防止次梁端部的切割，次梁在使用平位连接的时候，也仅对次梁的端上部给予切割。

二、梁和柱间的连接

刚接柱头

梁翼缘板可用坡口与焊缝对接，并和柱相连，梁腹板的上下端可各开一定的半圆孔，便于梁翼缘板位置的坡口焊缝施焊，并设置垫板。梁腹板可采取两条角焊缝和翼缘板连接，运用全焊接的节点可省料省工，不过需要在工地的高空进行焊接，焊接技术的要求相对较高。并且高强度的螺栓拼接，其截面内力要比梁端小，拼接所应用的螺栓数量要比梁端螺栓连接要少。

铰接柱头

在梁支撑柱顶的时候，梁端需焊接一端板，梁端板底部所伸出下翼缘应在端板厚度2倍之内，并将梁端部的反力向柱头传递，两个梁的端板之间，应用普通的螺栓进行连接即可，并设立填板，对梁加工制造过程中的跨度长度偏差给予调整，下翼缘板和柱顶板之间也可应用普通的螺栓给予连接，有效固定梁位置，该支撑方法能让柱中心承受压力，可用在轴压柱柱头的构造设计当中。为了不让柱顶的腹部受力不太集中，可在梁端部之下，柱腹板位置设立加劲肋，柱顶和顶板间使用角焊缝进行连接，焊脚尺寸应计算确定，柱腹板位置设立加劲肋的时候，大量荷载是通过加劲肋进行传递的，顶板焊缝计算可偏于保守。在格构式柱柱头的构造中，为确保分支受力的均匀性，在缀条柱及板柱中，应该在主板顶位置设立端缀板，让两分支腹板位置设立竖向隔板。如果梁所传的柱身压力比较大，梁端的加劲肋可与翼缘板相对准，让梁强大的端部反力能通过加劲肋向翼缘传递，在梁底部设不设置垫板均可。梁支撑在柱顶两侧的时候，最常用连接形式为柱头构造，在梁端设置端板，端板底面焊接在托板上，通常托板采取大号角钢或者厚钢板，并按照所传压力对端板承压的面积进行验算，托板和柱身角焊缝进行连接，后者计算当中，应将反力恰当加大，对反力在焊缝偏心的作用给予充分考虑。该连接形式的柱头传力明确，方便安装，构造也简单，不过在梁加工上要求比较严，长度和两柱所对应的翼缘板距离不可存在太大偏差，端板的底面和柱身托板的顶面要有良好接触，对加工方面的精度要求也较高。

三、柱和基础连接

在钢结构中，柱和基础连接部分可称之为柱脚，将柱固定于混凝土上，让柱当中的内力安全通过基础传向地基，通常柱脚含有传力与固定位置的作用。在建筑钢结构当中，柱脚刚性较大，并且还出现了外包式与埋入式的柱脚，这两种柱脚刚性要比钢柱脚刚性大。钢柱的底端在焊接底端时，配备锚栓，可将底板与钢柱埋到钢筋混凝土当中，也就是构成埋入式的柱脚，如果把钢柱放在混凝土的构件上，其伸出的钢筋会在钢柱周围包段钢筋混凝土，这种是外包式的柱脚。埋入式与外包式柱脚，多用在高层与多层结构的建筑当中，构造要求与计算方法，可根据我国行业标准参考执行，在混凝土结构中，还有插入式、分离式与整体式的钢柱脚，整体式的钢柱脚则主要用在格构柱或者实腹柱中，而插入式的钢柱脚大多用在单层的钢厂房当中，一般钢柱插在混凝土的基础杯口当中，使用二次浇灌来固定混凝土，采用柱脚构造比较简单，能有效节省钢材，还比较可靠安全。

结束语：

在建筑工程中，钢结构作为重要构成，其连接构造的优劣直接关系着钢结构的整体质量，进而影响整体的建筑工程质量，为保证钢结构设计的合理安全，钢结构的连接方法需要遵循一定规律与原则，尤其是可靠、均匀与直接等原则，让钢结构设计的连接形式更为优美合理，且并不会因约束出现机械刻板的产品。

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