几种常用钢结构构件的拼接

组件的拼接

1、等截面拉压杆拼接

1.工厂拼接

①拉杆：可采用直接对焊（图a）或拼接板加角焊缝（图b）。 直接对接焊时，焊缝质量必须符合一级、二级质量标准，否则必须采用拼接板和角焊缝。

②压杆：可采用直接对焊（图a）或拼接板加角焊缝（图b）。

采用拼接板和角焊缝时，构件的翼缘和腹板应有自己的拼接板和焊缝，使力的传递尽可能直接、均匀，避免应力过度集中。 确定腹板拼接板的宽度时，应留有足够的空间，以便焊接纵向焊缝时焊条的操作。

2、施工现场拼接

①拉杆：可采用拼接板加高强螺栓（图c）或端板加高强螺栓（图d）。

②压杆：可焊接（图e、f）或将上下接触面刨平紧固，直接承受压力和传递力（图g、h）。 采用焊接时，构件上段必须在工厂预先开槽，下段（或上下段）有定位件（槽钢或角钢），以保证焊接时位置正确。 上下节接触面刨平紧固直接承受压力传递力时，应补充少量焊缝和螺栓，防止不对中。 拉、压杆的拼接应按等强度原则计算，即拼接材料和连接件能传递断面最大内力。

2、变截面柱的拼接（略）

3、梁的拼接

根据梁拼接施工条件的不同，有车间（厂）拼接和施工现场拼接两种类型。

1.工厂拼接

1）工厂翼缘与腹板的拼接位置最好错开，避免焊缝集中。

2）对接焊缝一般用于翼缘与腹板之间的拼接焊缝。

3）符合1级、2级焊缝质量检验等级的焊缝无需进行校核。

4）符合3级焊缝质量检验水平的焊缝需要进行检查。 当焊缝强度不足时，可采用斜焊缝。 当θ满足tgθ≤1.5时钢结构主梁与次梁节点，无需检查。

2、施工现场拼接结构

1）施工现场拼接时，翼缘和腹板一般应在同一截面处断开，以利于分段运输（图a）。 为了让法兰板在焊接过程中有一定的热胀冷缩余地，减少焊接残余应力，可在工厂预留500mm左右的长度，无需焊接。

2）如图b所示，适当错开翼缘和腹板的拼接位置，可以防止焊缝集中在同一截面，但运输困难。

3）对于承受动载的铆接梁和更重要的焊接大梁，施工现场常采用高强螺栓进行拼接。

主梁和次梁的连接

一、次梁为简支梁

1. 重叠

结构：主梁相应位置应设置支撑加强筋，防止主梁腹板承受过大的局部压力。

特点：结构简单，次梁安装方便，但主次梁系统占用净空较大。

计算：一般情况下无需计算。 螺栓仅起到安装固定的作用。

2、侧面连接：

结构：次梁与主梁侧面连接，可直接与主梁加劲肋连接（图a、b），也可与短角钢连接（图c）。

特征：

图a：用螺栓与加强筋连接。 其结构简单，安装方便。 但次梁上下翼缘必须切除一侧；

图b：施工现场采用焊接连接。 此时螺栓仅起到临时固定作用，但次梁腹板端部焊接不方便；

图c、d：为使用短角钢角钢用螺栓连接主次梁或安装焊缝，需将上翼缘部分切除。

计算：

图a、b：连接所需的焊缝或螺栓应根据次梁的反力计算。 考虑到其并非理想铰链，计算时宜将次梁反力增大20%~30%。

图c：计算螺栓①时，短角钢可与次梁视为一体。 因此钢结构主梁与次梁节点，螺栓①应承受次梁支撑反力R和弯矩M=Re的共同作用，而螺栓②仅承受R的作用。反之，短角钢也可认为与主梁合二为一。 那么螺栓①只承受反力R的作用，而螺栓②则要承受次梁支撑反力R和力矩M=Re的共同作用。

图d：计算方法与图c类似。 即焊缝①和焊缝②也分别承担R或R、M=Re的联合作用。

2、次梁为连续梁

1. 重叠

与之前的叠加相同，只是次光束连续通过，并且在主光束上没有断开。 当次梁需要拼接时，拼接位置可设置在较小的弯矩处。 只需用螺栓或焊接固定主、次梁即可。 相互的立场。

2、侧面连接：

施工：为保证两跨次梁在主梁处的连续性，上下翼缘处必须设置连接板。

图a：用高强螺栓连接，次梁腹板与主梁加劲肋连接，下翼缘连接板分两块焊接在次梁腹板两侧主梁。

图b：使用施工现场安装焊接连接。 次梁支撑在主梁的支架上。 次梁上翼缘有连接板，下翼缘连接板改为支撑平板。

计算：

承载反力由支架传递至主梁，端部负弯矩由上下翼缘承受。 连接、盖板、顶板传递M分解的水平力，F=M/h（h梁高）焊接螺栓的截面尺寸和连接计算均采用F计算。为了避免仰焊，连接盖板比上法兰窄，垫板比下法兰宽。

梁与柱的连接

在处理连接节点时，需要遵循以下基本原则：

安全可靠。 受力分析应尽可能接近实际工况，计算图应符合或接近构件的实际连接情况； 连接处应有清晰的传力路线和可靠的结构保证。

易于制造、运输和安装。 减少节点类型数量； 拼接尺寸留有调整余地； 施工时尽量方便操作，如避免施工现场焊缝仰焊、设置安装支架等。

经济合理。 综合考虑材料、生产、施工等因素后确定最经济的方法，不应简单地理解为节省钢材消耗。

梁柱连接根据转动刚度的不同可分为柔性连接（铰链）、刚性连接、半刚性连接三类。

1、梁与柱的柔性连接（轴压柱与梁的连接一般采用铰链）

1、梁支撑在立柱顶部

图a：梁的支撑反力直接传递到柱翼缘。 相邻横梁之间留有间隙，以便在安装过程中留出调整空间。 传力清晰，结构简单，施工方便。 但当相邻两根梁的反力不相等时，就会引起柱的偏心受压。 当一侧梁传递的反力较大时，也可能引起柱翼缘局部屈曲。

图b：即使两个相邻梁的反作用力不相等，柱在靠近轴线的位置仍然受到压缩。 翼缘加劲肋底部应刨平并压紧柱顶板； 柱腹板是主要受力部位，其厚度不宜太薄； 柱顶板下方应设置加劲肋，加劲肋应有足够的长度，以满足焊缝长度和均匀应力扩散的要求；

2、梁在柱侧支撑

图a：梁反力较小时，可将梁直接置于柱牛腿上，无需支撑加强筋，用普通螺栓连接； 结构较为简单，施工方便。

图b：梁反力较大时使用。 梁的反力从端部加劲肋传递至支撑； 支撑采用厚钢板（厚度应大于加劲肋的厚度）或加筋角钢，与柱侧采用焊缝连接。

图c：当相邻两梁的反作用力相差较大时使用。 梁的反力通过柱腹板传递，使柱仍接近轴心应力状态。

2、梁、柱刚性连接（框架梁、柱一般采用刚性连接）

需要满足以下要求：

保证梁截面的弯矩和剪力可靠地传递到柱上； 保证节点的刚性，使连接处不产生明显的相对角度； 结构简单，施工方便；

图a和b：弯矩和剪力通过焊缝直接传递到柱上。 可以认为梁端弯矩全部通过翼缘连接焊缝传递给柱子，而剪力则通过腹板焊缝传递给柱子。

为了使法兰连接焊缝能够在平焊位置进行焊接，必须在柱侧焊接衬板，并在梁腹板端部预先留有缺口。 上缺口是为了让出衬板的位置，下缺口是为了满足焊接要求。

图c和图d：梁端弯矩和剪力通过高强螺栓和焊缝传递到柱上。 由于力可以通过连接板和角钢传递到柱上，因此是一种间接传力结构。

梁与柱连接范围内可设置横向加劲肋，如图b、d所示，也可省略，如图a、c所示。 对于后一种情况，需要校核柱腹板和翼缘的强度和稳定性。

柱脚设计

柱脚的作用是固定柱的下端并将其内力可靠地传递到基础。

柱脚的分类：根据与基础连接方式的不同，可分为铰接式和刚性式两种。

1、轴压柱柱脚

1. 结构

如图所示，除底板外，还可根据具体需要配置鞋梁、隔板、加强筋等。

受弯构件柱脚

1. 类型

1）分离式柱底座

独立柱脚相当于独立轴压柱脚的组合，其计算方法与轴压柱脚相同。

2）整体柱底座

整体柱底座的受力状态与多种因素有关，难以准确计算：

①柱脚与基础顶面是否平整、接触紧密

②地脚螺栓预紧力的大小

③柱脚、地脚螺栓及基础顶面受力后变形