剛性連接與鉸性連接

    鋼結構中，梁與柱的(de)連(lian)接(jie)(jie)通(tong)常采用3種形式，柔性(xing)連(lian)接(jie)(jie)（也稱鉸(jiao)接(jie)(jie)）、半剛(gang)性(xing)連(lian)接(jie)(jie)和剛(gang)性(xing)連(lian)接(jie)(jie)。在工程實(shi)踐(jian)中，如何判別一個(ge)節點屬于剛(gang)性(xing)、半剛(gang)性(xing)或鉸(jiao)接(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)主要是看其(qi)轉(zhuan)動剛(gang)度(du) ,剛(gang)性(xing)連(lian)接(jie)(jie)應不(bu)會產生明顯的(de)連(lian)接(jie)(jie)夾角變形，即連(lian)接(jie)(jie)夾角變形對結構抗力的(de)減(jian)低應不(bu)超過5%。 

    半剛(gang)性連(lian)接(jie)則介于二(er)者之間。 

    梁柱的半(ban)剛性(xing)連(lian)接(jie)可(ke)以(yi)采用在梁端焊上端板，用高強螺(luo)栓連(lian)接(jie)，或(huo)是用連(lian)于翼緣(yuan)的上、下(xia)角(jiao)鋼和高強螺(luo)栓。其設計要求如下(xia)： 

   （1）端(duan)板連(lian)(lian)接(jie) 在端(duan)板連(lian)(lian)接(jie)節點(dian)中力(li)的傳遞(di)(di)可(ke)(ke)將(jiang)梁端(duan)彎矩(ju)簡化為(wei)一對(dui)力(li)偶，拉(la)力(li)經受(shou)受(shou)拉(la)翼緣(yuan)傳遞(di)(di)。受(shou)拉(la)螺栓(shuan)對(dui)受(shou)拉(la)翼緣(yuan)對(dui)稱布(bu)置。壓力(li)可(ke)(ke)以通過端(duan)板或柱翼緣(yuan)承(cheng)壓傳遞(di)(di)，壓力(li)區螺栓(shuan)可(ke)(ke)少量(liang)設置，并和受(shou)拉(la)螺栓(shuan)一起傳遞(di)(di)剪力(li)。 

   （2）上(shang)下角(jiao)鋼連(lian)接(jie) 用上(shang)下角(jiao)鋼連(lian)接(jie)的(de)節點中，受拉(la)一(yi)側的(de)連(lian)接(jie)角(jiao)鋼在彎矩作用下，不僅(jin)豎肢(zhi)變形(xing)，水平(ping)肢(zhi)也變形(xing)。因此，角(jiao)鋼連(lian)接(jie)的(de)剛度比端板者稍低(di)。

連接性(xing)質(zhi)的(de)劃分應(ying)由下列三項指(zhi)標來(lai)表征：抗彎剛度，轉動剛度，延性(xing)（轉動能力(li)）。 

    抗彎(wan)(wan)承載力(li)是連(lian)接(jie)(jie)強度的(de)主要項目，此外還有(you)抗剪強度。剛(gang)性連(lian)接(jie)(jie)從理論上來說，承受彎(wan)(wan)矩和剪力(li)的(de)能(neng)力(li)應(ying)該不(bu)低于梁的(de)承載能(neng)力(li)，亦即(ji)不(bu)低于梁的(de)塑(su)性鉸彎(wan)(wan)矩和腹(fu)板全塑(su)性剪力(li)。地震區的(de)框架(jia)應(ying)該要求(qiu)更(geng)高，體(ti)現“強連(lian)接(jie)(jie)-弱構(gou)件”的(de)原則(ze)(ze)。對于柔性連(lian)接(jie)(jie)則(ze)(ze)只要求(qiu)其抗剪能(neng)力(li)。半剛(gang)性連(lian)接(jie)(jie)介(jie)于剛(gang)性和柔性連(lian)接(jie)(jie)之間(jian)，必須具有(you)一定的(de)抗彎(wan)(wan)能(neng)力(li)。 

    連接(jie)的(de)(de)轉(zhuan)動剛(gang)(gang)(gang)度(du)由彎矩-轉(zhuan)角曲線(xian)的(de)(de)斜率來體現，它不是(shi)常量(liang)，轉(zhuan)動剛(gang)(gang)(gang)度(du)對(dui)框架變形和承載(zai)力都(dou)有影響。對(dui)變形的(de)(de)影響需(xu)要(yao)結(jie)合正常使(shi)用極限狀態(tai)進行分析。為此(ci)，應(ying)考察連接(jie)的(de)(de)初始剛(gang)(gang)(gang)度(du)或標準荷載(zai)作(zuo)(zuo)用下的(de)(de)割(ge)線(xian)剛(gang)(gang)(gang)度(du)。剛(gang)(gang)(gang)性連接(jie)的(de)(de)剛(gang)(gang)(gang)度(du)，理(li)論(lun)上(shang)(shang)需(xu)要(yao)達(da)到無限大，但實際上(shang)(shang)只要(yao)達(da)到一定(ding)(ding)的(de)(de)限值就可以(yi)看作(zuo)(zuo)是(shi)剛(gang)(gang)(gang)性連接(jie)，問題(ti)在(zai)于如何從數量(liang)上(shang)(shang)做出(chu)界定(ding)(ding)。 

    轉動能力屬(shu)于延性(xing)指(zhi)標，塑性(xing)設計(ji)的框架要(yao)求塑性(xing)鉸部位有一定轉動能力，以便(bian)后續的內力重(zhong)分布(bu)能夠(gou)出現。

    1.剛性連接(jie)這(zhe)種(zhong)構造假定(ding)梁柱(zhu)(zhu)連接(jie)有足夠的(de)剛性，梁柱(zhu)(zhu)間無相對(dui)轉動(dong)，連接(jie)能(neng)承受(shou)彎矩(ju)(ju)。鉸(jiao)支連接(jie)這(zhe)種(zhong)構造假定(ding)結構承受(shou)重力荷載時，主梁和柱(zhu)(zhu)之間只傳遞垂直剪力，不(bu)傳遞彎矩(ju)(ju)。這(zhe)種(zhong)連接(jie)可(ke)以(yi)不(bu)受(shou)約束的(de)轉動(dong)。 

    2.在(zai)(zai)鋼結構框架的(de)(de)傳統分析(xi)與(yu)設(she)計(ji)中，為簡(jian)化分析(xi)設(she)計(ji)過程(cheng)，梁(liang)柱連(lian)接(jie)(jie)(jie)被認作理想的(de)(de)鉸(jiao)接(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)或完全的(de)(de)剛性連(lian)接(jie)(jie)(jie)，并且認為：連(lian)接(jie)(jie)(jie)對轉(zhuan)動約束達到理想剛接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)９０％以(yi)上(shang)，可視(shi)為剛接(jie)(jie)(jie)；在(zai)(zai)外力作用下，柱梁(liang)軸線夾(jia)角的(de)(de)改變量達到理想鉸(jiao)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)８０％以(yi)上(shang)的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)視(shi)為鉸(jiao)接(jie)(jie)(jie)。采用理想鉸(jiao)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)假定，將意味著梁(liang)與(yu)柱之間(jian)沒有彎(wan)矩的(de)(de)傳遞，就轉(zhuan)動而論，用鉸(jiao)連(lian)在(zai)(zai)一起的(de)(de)梁(liang)和柱將相互獨立地轉(zhuan)動.  

    能抵抗(kang)彎矩(ju)作用的(de)(de)(de)柱腳(jiao)稱為(wei)剛接(jie)柱腳(jiao)，相(xiang)反(fan)不能抵抗(kang)彎矩(ju)作用的(de)(de)(de)柱腳(jiao)稱為(wei)鉸接(jie)柱腳(jiao)，剛接(jie)與(yu)鉸接(jie)的(de)(de)(de)區別(bie)在(zai)(zai)于是否(fou)能傳(chuan)遞彎矩(ju)，從實際上(shang)看，如果(guo)錨栓在(zai)(zai)翼緣的(de)(de)(de)外(wai)側(ce)，就(jiu)是剛接(jie)，而且一(yi)(yi)般(ban)不少(shao)于四個(ge)，如果(guo)在(zai)(zai)翼緣內側(ce)，就(jiu)是鉸接(jie)，一(yi)(yi)般(ban)為(wei)兩個(ge)或四個(ge)。

    這兩種(zhong)柱(zhu)腳很明顯的(de)區別(bie)就(jiu)是(shi)(shi)對(dui)側(ce)移(yi)控(kong)制，如(ru)果結構(gou)對(dui)側(ce)移(yi)控(kong)制較嚴，則采用剛接柱(zhu)腳，例如(ru)有吊車(che)荷載的(de)情況，吊車(che)荷載是(shi)(shi)動力荷載，對(dui)側(ce)移(yi)比較敏感，而且側(ce)移(yi)過大會(hui)造(zao)成吊車(che)卡軌現象，此時應(ying)把柱(zhu)腳設計成剛接柱(zhu)腳。

    “如果是鉸(jiao)接(jie)(jie)柱(zhu)腳(jiao)(jiao)(jiao)需要(yao)加設(she)抗剪(jian)鍵，地腳(jiao)(jiao)(jiao)螺栓不(bu)能承(cheng)受剪(jian)力的(de)”本人的(de)這句話說得有點(dian)不(bu)嚴謹，應該說“如果是鉸(jiao)接(jie)(jie)柱(zhu)腳(jiao)(jiao)(jiao)一般(ban)需要(yao)加設(she)抗剪(jian)鍵”。因為鋼結構(gou)鉸(jiao)接(jie)(jie)柱(zhu)腳(jiao)(jiao)(jiao)的(de)柱(zhu)腳(jiao)(jiao)(jiao)軸力比較(jiao)小(xiao)，底(di)板和基礎(chu)砼表(biao)現的(de)摩擦力很少(shao)能滿(man)足要(yao)求，所(suo)以多數柱(zhu)腳(jiao)(jiao)(jiao)都需要(yao)設(she)置抗剪(jian)鍵

剛接與鉸接的區別：

1.剛(gang)接能(neng)傳遞彎矩合(he)剪力(li),鉸接則只能(neng)傳遞剪力(li).

2.二者在構(gou)造(zao)上也(ye)有區別:剛接(jie)如為(wei)H型鋼則其上下翼緣和(he)腹(fu)板(ban)均需有連(lian)接(jie)構(gou)造(zao);鉸接(jie)如為(wei)H型鋼則只需腹(fu)板(ban)有連(lian)接(jie)構(gou)造(zao)即可.

一點看法！！

對于柱腳受力分為： 

(a) 鉸(jiao)接柱(zhu)腳 (b) 剛(gang)接柱(zhu)腳

砼(tong)結(jie)構柱(zhu)腳(jiao)均為剛接，即同(tong)時存在軸向力N、水平剪(jian)力V和彎矩M，故基礎尺寸較大(da)。

輕鋼(gang)結構常見的柱(zhu)腳型式有(you)剛接(jie)和(he)鉸(jiao)接(jie)兩種，其受力(li)是(shi)不(bu)同的，

1、對于鉸接(jie)柱腳， 只存在軸向力(li)N和水平(ping)力(li)

2、對(dui)于剛(gang)接柱腳，除存在軸向力N和水平力V之(zhi)外，還存在一定的(de)彎矩M，

3、剛接柱腳的(de)基(ji)礎大于鉸接柱腳。 

另外請注意： 

對于剛(gang)接(jie)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(she)計為(wei) 

剛性。 

2、剛性柱腳應注意以下問題： 

基礎施工單位(wei)應(ying)有(you)一定的(de)技(ji)術水平 

應設置抗剪件

* 關于剛(gang)接(jie)、鉸接(jie)的問題， 理論上說，剛(gang)接(jie)鉸接(jie)是(shi)指節點(dian)(dian)是(shi)否能轉(zhuan)動(dong)，完(wan)(wan)全(quan)剛(gang)接(jie)指完(wan)(wan)全(quan)不(bu)轉(zhuan)動(dong)，鉸接(jie)是(shi)可自由(you)轉(zhuan)動(dong)。完(wan)(wan)全(quan)剛(gang)接(jie)就是(shi)說此(ci)節點(dian)(dian)不(bu)但能承(cheng)擔剪力 軸力 彎(wan)矩(ju)外，節點(dian)(dian)還(huan)具有足(zu)夠剛(gang)度。使節點(dian)(dian)在(zai)(zai)彎(wan)矩(ju)作用下變形很小。理論上說，沒有完(wan)(wan)全(quan)的剛(gang)接(jie)，只要有作用就有變形，在(zai)(zai)實際工程中(zhong)，達到一定的剛(gang)度后，我們在(zai)(zai)工程中(zhong)就認為是(shi)剛(gang)接(jie)了，如(ru)果雖然能承(cheng)擔彎(wan)矩(ju),但變形較大，我們認為是(shi)半(ban)剛(gang)接(jie)，是(shi)彈性固定。

    鉸接好(hao)理解，可自由(you)轉動(dong)，就(jiu)(jiu)(jiu)是不能(neng)承擔彎矩(ju),那么(me)就(jiu)(jiu)(jiu)只能(neng)抗剪(jian)(jian)力(li)(li)和軸(zhou)力(li)(li)了。具體到一個構(gou)件，如工(gong)字型構(gou)件，翼緣主要受(shou)(shou)彎，腹板主要受(shou)(shou)剪(jian)(jian)。由(you)于此處討論的(de)一些(xie)同志沒有學過力(li)(li)學，我就(jiu)(jiu)(jiu)淺顯的(de)講(jiang)一下，對于彎矩(ju)，離形心(xin)軸(zhou)越遠的(de)地方(fang)，彎矩(ju)貢獻越大，所(suo)以翼緣離形心(xin)最遠彎矩(ju)貢獻大。剪(jian)(jian)應力(li)(li)在形心(xin)處最大，所(suo)以腹板主要受(shou)(shou)剪(jian)(jian)。一般地講(jiang)，具體到節點(dian),如端板連(lian)接，凡(fan)在翼緣外(wai)布(bu)(bu)置有螺栓(shuan)的(de)，端板厚度滿(man)足要求的(de),就(jiu)(jiu)(jiu)為剛(gang)接。鉸接節點(dian)螺栓(shuan)布(bu)(bu)置在靠近形心(xin)軸(zhou)處。