解析高層鋼結構的栓焊混合連接
2021-09-22 09:57 高層鋼結構 華邦建設
高層鋼結構的栓焊混合連接系指在一個連接接頭同時采用摩擦型高強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于摩擦型連接滑移結束時的變形，因此，當焊接與高強度螺栓一起使用時，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對節點受力性能有一定的影響，日本《鋼結構設計規范》規定，如果高強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。這是由于主滑動發生之前，高強度螺栓的連接剛度與焊接的連接剛度相近，因此可以疊加。如先進行焊接，則焊接產生的初始應變以及焊接受熱而使板件發生彎曲變形，雖然隨后以高強度螺栓緊固，也難以使連接面緊密貼合，因而不能保證充分的接觸壓力。
《美國房屋鋼結構設計制作及安裝規范》(1989年)規定，在新建工程中，承壓型高強度螺栓與焊縫并用時，不考慮應力的分擔，焊縫應承擔節點中全部應力。在摩擦型連接節點中，高強度螺栓應考慮與焊縫分擔應力。
在高層鋼結構中，梁與柱的剛性連接是分別對梁的上、下翼緣采用焊接連接，對腹板則采用高強度螺栓連接。這種構造不僅受力合理，而且避免了進行質量不易保證的現場立焊，安裝十分方便，這種混合連接形式，焊縫和高強度螺栓各自傳力路線明確，故可按各自的計算方法分別計算其承載力。
混合連接采用先栓后焊，應考慮焊接對高強螺栓預拉力的影響，焊接時使螺栓溫度有一定升高，北京長富宮工程測試結果表明，離焊縫最近的高強度螺栓溫度最高可達120℃，最低為70℃，高強度螺栓由于焊接產生的熱影響，預拉力損失10%至20%，設計時對螺栓的承載力宜留一定的余量。
