关键词：
连接构件（精选九篇）
连接构件 篇1
1 轻钢结构构件及其特点
轻钢结构构件的特点是截面多样性:一方面,钢材的各向匀质性使得它可以被加工成各种形状,构件结构中连接构件几乎全部是钢;另一方面,轻钢结构构件的截面形状也对连接设计也产生较大的影响。在受力范围允许的情况下,不同材质和截面的钢材的选择可以导致不同形式的连接构造。
2 连接设计受到的约束条件
市场上常用钢材种类繁多,其受力情况也不尽相同,连接设计通常受到以下因素的约束:
1)构件的选材:理论上轻钢结构构件或连接构件具有任意加工性,但在具体项目中,结构构件与连接构件总会受到现实条件的制约。有经验的设计师通常选择市场上容易获得,方便安装的材料,并设计出简单有效的连接方式与连接构件。
2)连接手段的限制:轻钢结构的施工特点即采用工厂加工、现场装配。各种型钢之间的连接,主要有三种手段:铆接、焊接和栓接。轻钢结构应优先采用高强度螺栓连接,焊接连接为辅,在保证施工质量的前提下,加快施工进度。
3)连接构件的互换性:在比较复杂的轻钢结构中,构件规格和型号尽量少,保证连接构件的互换性。通常由等高截面和不同厚度材料组合,及不等高截面和相同厚度材料组合完成。
4)连接构件安装工艺:当遇到有楼层梁或平台梁的项目时,必须考虑构件连接和安装工艺性,使未安装构件与已安装构件不能干涉,并能够保证构件安装的简单、尺寸准确。
3 连接对象的原型与连接的分类
轻钢结构建筑的构件主要是杆件,由此产生的连接方式可分为铰接、刚接及半刚半铰接形式。无论平面结构或是空间结构,由于构件单体的线性特征,结构体系的复杂与否可看作由这三种基本类型组合而成。
3.1 铰接连接
在一般轻钢结构中,当构件无较大承重时,一般采用铰接结构,使内力受力沿构件轴线传递,结构简单明了。如图1中梁与柱连接。
3.2 刚接连接
当结构中有起重机或楼层梁时,梁、柱连接或梁、梁连接时,因构件受力较大,一般采用刚接连接。以节省材料、并保证传力准确。如图2中梁与柱连接。
3.3 半钢架半铰接连接
正常情况下,构件结构选择的连接形式为刚接或铰接。当出现设计失误(主要是缺少实际经验)或变更后前后不一致时,即会出现半刚接半铰接的情况,如原设计为刚接连接,由于空间不足或与其他构件干涉,如图3中梁与柱连接,柱与预埋螺栓连接。
4 连接设计的方法
在绝大部分的钢结构建筑中,结构对于构件形式与尺寸的要求并不严格,这就给构件与连接设计带来相当大的设计余地。工程人员对于构件形式与尺寸的选择与连接设计形式紧密相关。实际情况常常是型钢的选择和截面的优化设计与成型构件的连接,所以设计方法就显得尤为重要,即使这些方法有时带有纯粹表现的成分。
1)分解分解的对象是结构概念中单一的构件,在实际连接中常表现为构件数量的分解或截面形式的分解。在钢结构的杆件体系的连接设计中最为常见,如结构中的受压杆常分解成几根杆的组合;柱子常分解为束柱等。这些分解有的是出于结构受力的需要,有的仅仅是为了在构件中制造间隙,方便连接。复杂节点一般采用分解设计,有利于提炼出连接的基本形式,从而达到简化连接,整合节点设计的目的。
2)转化截面形式的考量与尺寸的转化也是连接设计的主要问题。转化的目的是为了缩小构件截面,方便连接设计。构件截面一般可分为两大类:管状类截面(如圆钢管)及非管状类截面(如工字钢)。前者之间的连接往往需要缩小截面,如400 mm方管变截面到300 mm方管。后者之间的连接通常对构件做简化处理,如去掉宽翼,只保留型钢的高度部分,而且常与分解设计相结合。除了改变构件截面形状外,沿垂直于构件轴线的面将构件切断后,再设计新的节点去连接也是经常使用的方法。如钢管截面的转化不仅带来连接的便利,也使得节点设计的灵活性得以体现,在表达传力的同时,利用造型设计将力的流动视觉化、艺术化。如图4所示。
3)优化(整合)整合设计是为减少构件种类及数量,简化连接方式,强调结构形式方面的整体性,使得这类设计作品往往具有优雅的造型。这种方法有两个前提:①各节点受力方式基本相同。②结构构件截面形状类似、尺度一致。受力方式相同保证了选择相似截面的科学性,截面形式相似、尺度近一致则保证了视觉的整体性。
飞机结构件连接孔制造技术 篇2
介绍了飞机结构件连接孔对飞机结构疲劳寿命的影响,同时简要分析了飞机结构件产生疲劳的`原因,并且针对结构件产生疲劳的根源,提出提高飞机结构件疲劳寿命应采取的措施.
作 者：袁红璇 Yuan Hongxuan 作者单位：西安飞机工业(集团)有限责任公司 刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词：连接孔 制造技术 疲劳强度
连接构件 篇3
关键词：软件体系结构构件复合连接器插拔式组装
0引言
构件组装技术是基于构件的软件工程的核心，也是难点所在。构件组装就是通过现有的构件和组装机制，把构件组装成一个新的构件或新的系统。目前，构件组装技术的应用和研究正向着多角度、全方位的方向发展。软件体系结构(SA)是对软件总体结构的描述，即对其构件和构件间交互的高层组织的描述。基于构件的SA的设计已成为软件系统设计中的核心问题。基于SA构件组装方法有多种风格，例如程序代码生成技术、消息传递构件组装技术、利用连接器模型进行构件组装“等等。但是，软件体系结构最重要的一个贡献是将构件之间的交互显式的表示为连接器(connector)，并将连接器视为和构件同等重要的一阶实体。体系结构风格既定义了构件及连接方式的各种属性，又规定了它们的组合规则和限制。因此，在基于SA构件的构件组装技术中，通常利用连接器进行构件组装。目前，北大提出的“连接子”，是利用连接器进行组装的典型，但是当系统中需要组装的构件功能多样时，其连接的数量就成为一个显著的问题，不仅每个构件需要定义大量的接口，而且还要生成很多连接器，从而造成系统代码的冗余。本文提出了基于复合连接器的插拔式构件组装方法。在组装成应用系统的过程中，构件处于很积极(passive)的状态，主动(active)的参与和完成组装，这样势必造成构件的复杂化。通过本文提到的复合连接器，①简化构件的开发，更多的去考虑构件的功能而不是其结构规范。这样可以使更多的人参与构件的开发，从而增加更多的构件资源。②构件与构件之间的关系转移到构件与连接器上，实现构件的插拔式组装。③提高组装效率，更好的理解组装的场景，明晰组装的流程。基于复合连接器的插拔式构件组装方法不仅可以清楚的描绘出构件之间的关系，而且也体现了页面视图方面的组装特点，可以很好的表现实际的web页面，比如页面的布局，页面的主题等。本文最后从实际项目出发，结合C2体系结构风格，并借鉴开源框架Struts技术，开发出基于复合连接器的插拔式构件组装系统。该系统设计符合J2EE规范，遵循插头插座式体系结构。
1基于复合连接器的插拔式构件组装的系统模型
1.1基于连接器的插拔式组装框架在基于B／s结构的系统中，为了实现插拔式组装，把连接器置于客户端和服务器之间。由于构件库放置在服务器上，所以首先由客户端发送消息告诉连接器需要的构件，再由连接器把消息传递给服务器，最后服务器根据消息做出选择。构件组装系统框架的实现可以分为以下六个部分：①用户(客户端)发出组装系统所需构件的请求，连接器收到消息，根据构件标识，生成构件地址，并以URL的形式传递给服务器：②服务器根据构件标识，在构件库中进行查找；③在查找过程中，根据构件描述文件中定义的标识，获取相应的构件信息；④根据构件信息，通过web部署文件的映射实例化构件；⑤服务器把实例化后的构件传递给连接器，连接器通过接口服务组装构件；⑥连接器把组装后的系统返回客户端。用户获取组装后的构件信息。
1.2连接器模型该体系中使用的连接器是一个自治的、可调度的软件实体，可以清楚地说明它所需要的和它所提供的服务。比简单连接器的实现更复杂，功能也更强大。同时，封装实施通信的协议和约束关系。待组装的构件只需插入到连接器的相应接口即可实现相互的连接。本文提到的插拔式连接器分为两部分：①插拔式接口：一个需求服务接口，一个提供服务接口。②通信实体：实现插入构件之间的通信，包括通信的协议、服务等。
要实现插拔式连接器需解决一个关键问题：如何使构件插拔式地使用该连接器，即构件与插拔式连接器的接口匹配问题。为了给用户一个直观的组装环境，使构件的位置相对于用户透明化，在组装构件时，仅告诉连接器该构件需要与哪个构件进行通信即可。这时连接器的作用是：接收到要组装的构件，发送消息到服务器(构件库)，服务器接收到消息返回构件，构件根据组装描述文件，实例化构件，完成连接器与构件的服务和接口的匹配，最后实现构件组装。这样，构件之间不必知道各自的实现方式，只要插装到连接器上。就能实现相互间的衔接。连接器包括：构件规范性描述、消息分发器、对象模型、调用者API和其它服务接口。连接器各部分功能如下：①对象模型：为插拔式组装提出构件规范。②消息分发器：通过HTTP协议，使构件与连接器、连接器与服务器之间进行消息通信。消息分发器负责消息的传递，主要完成判断消息類型，传递消息内容等功能。③调用者API：连接器引用的服务，主要引用了构件的创建(插装)和销毁(拔出)等服务。④核心容器：进行插拔式组装提供的容器，包括了构件模板和视图模板，是连接器提供的接口服务和抽象类的集合。⑤其它服务接口：提供了核心功能外的其他接口，如日志管理接口、服务配置接口等，也为连接器扩展预留接口。
2构件组装实例
基于上述的思想，笔者实现了一个可视化的构件组装工具。组装工具主要包括构件管理和构件组装两部分，在插拔式构件组装系统中，构件分为4类：用户操作、内容管理、新闻、工具。每一类都包括了若干个构件。制作的构件都符合连接器与构件接口之间的规范，并使用XML对构件进行了统一描述，使用DOM树型结构显示在构件库界面上。系统提供了一个可视化的组装环境。在这个环境中，呈现为一个“白板”，而“白板”实际是连接器的表现形式。在组装时。随机挑选几个构件进行，包括时间构件、内容显示构件和用户登录构件。组装的主要流程如下：①从系统提供的一个主程序入口类——MainServlet类开始，传递待组装构件的消息，该类通过DOM技术加载构件描述文件。②连接器收到组装构件的消息更新消息并转发给服务器获取这些构件信息。③服务器接收到消息后，使用Map-ping方法映射到component class节点上，进行构件实例化。④调用getlnitParameter获取init-param视图节点信息，并把这些信息返回到连接器上。⑤如果要组装的构件的接口和连接器的接口匹配，构件就组装到连接器上；否则，组装失败。⑥最后，系统把组装好的web应用系统返回给用户。
3结束语
钢结构建筑构件连接构造技术 篇4
相比于其他的建筑形式, 钢结构建筑在经济、施工、设计、使用等方面, 都有着十分明显的优势, 具有十分广阔的发展和应用前景。随着我国钢结构建筑各方面技术难题的不断攻克, 在未来的建筑领域中, 钢结构建筑必将占据更加重要的位置。就目前来看, 应当对钢结构建筑构件连接构造技术进行更加深入的研究, 对相关技术中的重点和难点进行掌握, 这样才能够推动钢结构建筑的进一步发展。
2 钢结构建筑构件连接构造技术的应用与研究
在钢结构建筑中, 构件连接构造设计的优劣, 将会对钢结构建筑的质量安全和经济性能产生直接影响。对于钢结构建筑中的钢板或型钢等钢构件, 需要进行连接, 将组合截面连成一体, 将各个构件在钢结构接点处进行连接, 使其成为整体。具体的连接方法主要有以下几种:
2.1 焊缝连接
在当前钢结构建筑中, 钢构件的主要连接方式为焊接, 它可以从任意的方向和角度进行连接, 常用的主要有自动埋弧焊、手工电弧焊等方式。在绝大多数条件下, 钢结构建筑构件连接都可以采用焊接技术来进行, 并且还具有自动化操作简便、刚度大、整体性强、密封性好、加工便利、用钢量小等优点。在一些钢管之间T形或Y形节点连接时, 采用其他连接方法都具有很大的难度, 只有采用焊缝连接技术才能够轻易完成。
2.2 螺栓连接
在钢结构建筑构件连接中, 螺栓连接主要采用普通螺栓和高强度螺栓两种。在多个构件中, 将螺栓进行穿插, 利用螺母进行固定, 从而将各个钢构件连接成一个整体。在实际应用中, 普通螺栓通常是六角头螺栓, 在安装过程中, 通常采用人工扳手进行安装, 在螺杆中, 也不必具有规定预拉力。在连接中采用的螺栓通常为C级粗制螺栓, 该螺栓的抗剪连接, 通常都是在墙梁、插条、支撑等次要构件中应用, 不需要对动力荷载进行直接承受。因为螺栓具有较好的抗拉性能, 故可在工地安装节点, 使螺栓受拉的过程中进行连接和应用。高强度螺栓具有更高的专业性和复杂性, 必须采用高强度钢来生产高强度螺栓。需要使用特制的扳手来进行安装, 螺杆中一定要具有规定预拉力。这样, 钢构件连接的接触面中, 就能够具有规定预压力。相比于摩擦型高强度螺栓连接来说, 它具有更高的承载能力, 同时能够使连接材料得到节省。但在此种连接中, 将会有一定的滑移形变产生在克服摩擦力之后, 因此在某些情况下, 不能采用此种方法进行连接。根据相关技术标准中的规定, 这种连接方式只能够对动力荷载进行间接承受, 或是静力荷载的直接承受。
2.3 铆钉连接
铆钉连接就是将多个钢构件通过铆钉进行连接, 构成一个整体钢结构。具体来说, 就是在多个厚度较小的钢构件上进行打孔, 然后将铆钉放入其中, 再利用铆钉枪将其进行铆固, 这样就能够实现不同钢构件的连接。该方法的优点在于经济、便利、易于操作。但此种方法只能够应用于厚度较小的钢构件中, 同时其承载能力也较为有限。
2.4 铸钢节点构件连接
铸钢节点的加工性十分良好, 对钢材的可浇注性进行利用, 通过铸钢模版, 对复杂的钢节点交汇处进行浇筑。按照节点的类型或内部的构造来说, 可以将其划分为半空心半实心铸钢支座、空心铸钢节点、铸钢节点等不同类型。铸钢节点的建筑属性较为复杂, 在大跨度空间管架钢结构中得到了较为广泛的应用。尤其是在对复杂的交叉节点进行处理的过程中, 更是具有极大的优势。
2.5 混凝土预制构件湿法连接
在制作预制构件时, 湿法连接主要是预留钢筋在其边缘, 在进行安装的过程中, 焊接或绑扎这些预留钢筋, 之后灌注混凝土在构件缝隙处。该方法的优势在于具有较大的刚度和良好的整体性, 同时混凝土将连接钢筋包裹住, 不容易发生锈蚀。但是在安装完成后需要养护一段时间, 不能立刻投入应用。
3 钢结构连接的力与形
在钢结构建筑构件连接构造过程中, 构件不但发挥着传递和承载的作用, 同时也体现了力与形的美感。在钢结构建筑表现形态的过程中, 表达力、表现力、塑造力是最为重要的手段。通常采用形态作用结构体系、夸张表现、真实表现等手法, 来体现钢结构建筑中的力与形。
摘要：钢材作为一种现代化的建筑材料, 近年来得到了极大的发展。在钢结构建筑的应用和发展中, 钢结构建筑构件连接构造技术占有十分重要的位置。通过对不同方面构件连接构造技术的研究, 探讨了各种技术的优缺点和实际应用, 以期更好地推动钢结构建筑的发展和进步。
关键词：钢结构,建筑构件,连接构造技术
参考文献
连接构件 篇5
计算结构构件或连接时，规定的强度设计值应乘以相应的折减系数，
1 单面连接的单角钢：
1)按轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85;
2)按轴心受压计算稳定性：
等边角钢乘以系数 0.6+0.0015λ，但不大于1.0;
短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025λ，但不大于1.0;
长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70;
λ为长细比，对中间无联系的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当λ<20时，取λ=20;
2 无垫板的单面施焊对接焊缝乘以系数 0.85;
3 施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接乘以系数 0.90;
4 沉头和半沉头铆钉连接乘以系数 0.80，
钢结构建筑构件连接构造技术分析 篇6
随着社会的不断发展, 绿色建筑已经成为我国建筑行业未来的发展趋势, 而钢结构建筑就是一种典型的绿色建筑, 满足了生态承载力的相关要求。钢结构的建筑不仅能够循环利用, 而且建筑的速度快、节能、节水、节材、节地且抗震性能良好, 钢结构建筑对于城市环境的影响比较小。目前, 钢结构的建筑在体育馆、机场以及火车站等等建筑中的应用十分广泛, 随着构件连接以及构造技术的不断发展, 我国的钢结构建筑将不断完善和发展。
1 研究背景
早在三千年前, 铁材在我国就得到了广泛的应用, 然而, 由于封建主义的压迫, 相关的技术未得到深入发展, 直到近些年来, 钢结构的建筑形式才得到了快速发展, 19世纪末, 钢结构的建筑形式才开始广泛应用于我国的现代化建筑, 钢结构有很多的优点, 比如, 承载力强、抗震性能良好、结构的断面比较小、重量轻、施工工期短、对于环境的破坏比较小、工程质量以及工程造价比较容易控制、造型优美等等, 使用钢结构的建筑形式能够推动建筑行业进行技术以及理念的革新, 还能够带来全新的挑战和体验。
2 发展现状
现代都市是钢筋水泥的城市, 钢材在现代建筑中的应用十分广泛。我国早期的钢结构的建筑形式发展历程比较坎坷, 直到近些年来, 钢结构的建筑形式才被广泛应用于现代化的建筑施工中, 钢结构的建筑形式的发展具有超高层、造型新颖、大规模等特点。此外, 国家也发布了一些相关的政策对建筑行业进行宏观调控, 使得钢结构的建筑形式在我国的工程建筑之中占的比重越来越多。但是, 钢结构的建筑结构比较复杂且对于技术的要求比较高, 因此, 要使钢结构的建筑形式获得快速发展就要不断完善并发展相关的建筑技术。
3 重要意义
通过研究建筑行业的未来发展模式, 钢铁在建筑行业的发展中占据着关键地位, 钢结构的建筑形式将引领未来的主流建筑的发展趋势。随着钢结构相关的理论以及技术的不断进步, 钢结构的建筑将不断的改革并完善, 相关的理论数据以及研究应用也将日趋完善, 在未来社会的发展中, 钢结构的建筑一定会起到积极的推进作用。因此, 应该对钢结构建筑的构件连接以及构造技术进行深入研究, 掌握相关的技术要点, 勇敢迎接未来的机遇和挑战。
4 相关的概念
4.1 钢结构建筑
结构一词有四种含义:
1) 进行建造、组织或者构筑的方式, 以及对于成分或者元素的安排;
2) 由整体出发考虑的一种复杂系统;
3) 在建筑物中起支撑作用或者承担外力的部分;
4) 建筑物或者构筑物。钢结构的建筑指的就是将钢材作为建筑的主体框架, 相较于其他的建筑形式在高度、跨度以及截面等方面具有技术上的优势, 对于技术的限定比较宽松, 设计灵活且具有表现性, 兼顾了建筑的艺术性和技术性。
4.2 构件
所谓的构件指的就是组成结构物的单元或者是结构运动的组成单元, 比如, 板、柱、梁以及大型的板材等等。具体来说的话, 首先, 构件是一种单元, 可以独立配置。其次, 构件与环境以及其他的构件是分离的。另外, 在适当环境中, 构件可以复合使用。此外, 构件是不连续的, 没有个体的特有属性。构件一般都是独立实体且具备特定功能, 同一构件的属性是相同的, 此外, 还可以通过特定方式将不同的构件连接起来形成一个整体。
4.3 节点
一般情况下, 在植物中, 节点指的就是树木或者根部上面的一个节点或者植物的叶子或芽生长的点;在人体中, 节点指的就是人体的关节;抽象的来说, 节点指的就是两个对象相互连接而形成的点、线、面或体。在事物发生以及发展的过程中, 节点意味着联系、转折、序列、节奏以及强化, 节点部分还能够反映整体的状况。节点在物质以及非物质的层面具有不同的意义, 在物质层面, 节点指的就是两个物体相互连接的部位, 在非物质的层面, 节点能够用来表达关系和表现整体。
5 连接钢结构的建筑构件的相关方式
5.1 钢材之间的连接方式
钢结构之间的连接方式主要有四种, 图1是焊缝连接, 图2是铆钉连接, 图3是螺栓连接, 图4是销钉连接。
焊缝连接也叫作焊接, 主要是指使用电弧将焊条以及焊件进行局部融化, 冷却之后就形成了焊缝。在进行钢结构的构件连接时使用的焊接方法主要是电弧焊, 设备简单且易于操作。铆钉连接时使用的铆钉带有一端预制的钉头, 将铆钉插入连接构件之中, 再使用压铆机将铆钉的另一端也压成封闭的钉头。铆钉具有良好的抗震能力、适应能力以及变形能力, 操作简单且方便检查质量。螺栓连接指的是使用螺栓、螺母和垫圈进行螺纹连接, 将多个构件连接在一起, 而且, 只需要将螺母旋下, 就能够将构件分开。用于连接的螺栓主要有普通以及高强度两种类型。销钉连接指的是将铆钉连接以及螺栓连接结合在一起, 一般用于连接铰接节点。销钉连接与螺栓连接相似, 但相较于螺栓, 销钉上的受力要大于螺栓, 因此, 销钉的延展性能以及强度更高。
5.2 钢构件之间的连接方式
钢构件之间的连接方式主要有直接式、托座式、连接件式以及销式连接四种。首先, 直接式的连接方式一般用来连接受力构件, 主要是指直接贯通受力构件的节点部位。托座式的连接方式主要是指将构件使用螺栓或者焊缝与受力构件中的托座连接起来。连接件式的连接方式一般应用于一些大型和复杂的建筑结构中, 需要连接大量的构件, 一般需要设计制作相应的连接件。销式的连接方式一般用来连接建筑结构中的受力构件以及铰节点。
5.3 钢材以及混凝土之间的连接方式
钢材以及混凝土之间的连接方式可以分为三种, 第一种是钢构件和混凝土之间的连接, 可以通过预埋铁件或者后浇混凝土进行连接, 预埋铁件指的是在进行构件浇筑之前先将铁件预埋在建筑构件中并将其与内部的钢筋焊接在一起。后浇混凝土指的是将抗剪件加在钢梁上之后再浇上混凝土。第二种是钢材与混凝土之间的组合构件的相关技术, 可以使用组合楼板或者组合梁的方式进行连接。第三种是钢骨混凝土以及钢管混凝土的相关技术, 可以使用钢骨混凝土和钢管混凝土的技术进行连接。
5.4 钢材与玻璃之间的连接方式
钢材与玻璃之间的连接方式主要有点支式、夹片式、无孔的点支式以及背栓式四种。点支式指的就是将能够自由旋转的金属的支撑装置安装在安全玻璃四角的钻孔中, 将支承结构与玻璃连接起来。夹片式指的是使用两个角钢或者金属片将玻璃夹住并固定在钢结构上。无孔的点支式指的是使用金属夹将玻璃夹住并进行连接和固定。背栓式指的是在玻璃的背面进行打孔, 再使用螺栓将钢构件和玻璃连接起来。
5.5 钢材与木构件之间的连接方式
钢材与木构件之间的连接方式主要有三种, 即直接式、连接件式以及绑扎式。直接式指的就是在不使用专用连接件的条件下将钢构件与木构件连接起来。连接件式指的就是使用钢板、铸钢、焊接以及销式的连接件实现钢构件以及木构件之间的连接。绑扎式指的就是使用钢爪等连接构件来固定建筑中的构件。
6 结语
由于钢材本身所具有的优点, 钢材在现代建筑中的适用范围越来越广泛, 使用钢结构的建筑具有很多的优点, 使得钢结构的建筑不断增加。在钢结构的建筑中, 节点设计以及构件连接的相关技术是我们的研究重点, 只有处理好节点设计以及构件连接问题, 才能够推动建筑行业的进步和发展。
摘要：阐述了钢结构建筑构件的研究背景及发展现状, 并对钢结构建筑、构件、节点等相关的概念进行了分析, 提出了连接钢结构建筑构件的相关方式, 为钢结构建筑的发展奠定了基础。
关键词：钢结构,建筑构件,节点,连接方式
参考文献
[1]吴子鹏.钢结构建筑构件连接构造技术研究[J].房地产导刊, 2014 (6) :65-67.
[2]何锴, 徐芳洁.常见建筑钢结构基本连接工艺的对比[J].建材发展导向 (下) , 2015 (7) :32-34.
连接构件 篇7
1 套筒连接
日本住宅产业化已形成一定规模, 装配式施工工法在其国内占有一定比重, 其广泛应用套筒连接技术。该技术是将连接钢筋插入带有凹凸槽的高强套筒内, 然后注入高强灌浆料, 硬化后将钢筋和套筒牢固结合在一起形成整体, 通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力[1]。经过不断的研究和改进, 这项技术已日趋成熟 (见图1
灌浆式套筒连接时的注意事项:必须确保套筒内结合用钢筋具有足够的锚固长度;确保套筒内填充的灌浆料的抗压强度大于质量管理上要求的强度, 还要保证灌浆料的灌注质量;将接合用钢筋的中心错位和倾斜控制在不影响接头部位性能的范围之内[2]。
钱稼茹等[3]对采用日式套筒进行竖向筋连接的预制剪力墙构件与现浇剪力墙构件进行拟静力试验对比分析。结果表明:套筒连接能够有效传递竖向钢筋的应力, 预制墙试件的破坏形态与现浇墙试件的破坏形态相同。
国内的北京建茂建筑设备有限公司也进行了相关产品的研发, 且在北京市公安局半步桥、沈阳万科春河里等项目有实际工程应用。所制套筒采用优质结构钢, 一端加工配制内螺纹 (见图2a) , 与加工好外螺纹的钢筋连接。另一端为空腔 (见图2b) , 通过灌注专用高强无收缩灌浆料与螺纹钢筋连接, 是传统的水泥灌浆连接和当前直螺纹连接的复合形式[4]。适用于剪力墙、框架柱等竖向钢筋的连接。
此外挤压套筒也常用于装配式结构预制构件间的钢筋连接中。该种方法是用特制的套筒套在二根钢筋的接头处, 用液压机进行压制, 形成刻痕, 利用刻痕的机械咬合力来传力的一种连接方式[5]。这种连接方法施工快捷, 经济可靠, 在万科试验楼中有所应用, 如图3所示。
2 浆锚搭接连接
哈尔滨工业大学的姜洪斌[6]提出了约束浆锚钢筋搭接连方法, 如图4所示, 该方法是在预制混凝土构件预埋钢筋下端, 预留有内壁为波纹状或螺旋状等粗糙表面的孔洞, 代替造价较高的钢制套筒。其钢筋连接操作简单, 经济性较好, 并通过108个试件的搭接试验, 得到了插入式预留孔灌浆的钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律, 建议搭接长度可以减短为锚固长度。并经进一步的试验研究与理论分析, 以螺旋箍筋作为搭接约束的纵筋连接, 其搭接试件的破坏状态有明显的改善, 不会发生纵向劈裂破坏, 其纵筋的搭接长度将大大减小。
东南大学的陈云钢[7]等人采用2个装配式和1个现浇的足尺试件, 对装配式剪力墙水平拼缝钢筋浆锚搭接连接的抗震性能进行了试验研究。预制内墙水平拼缝的钢筋浆锚搭接连接构造, 如图5所示。试验结果表明:对于破坏形态, 装配式混凝土剪力墙内墙试件与现浇试件基本相同, 耗能能力接近。
3 钢筋搭接连接
预制剪力墙构件间的水平连接筋多采用现场附加环形筋搭接, 并在环形筋内侧配置竖向钢筋, 形成暗柱的形式进行连接, 如图6、图7所示, 分别为常用的一型和T型墙体中部竖向现浇带水平筋连接。
东南大学的刘家彬等人[8]对装配式混凝土剪力墙水平拼缝U型闭合筋连接抗震性能进行了试验研究, 连接方式如图8所示。试验结果表明:对于破坏形态, U型闭合筋连接试件与现浇试件基本相同;耗能能力接近, 满足延性要求;装配式混凝土剪力墙结构水平拼缝采用合理构造可以达到与现浇结构相当的承载能力、延性以及抗震耗能能力。
1.剪力墙上层预制内墙板2.预留浇筑孔3.金属波纹浆锚管4.竖向U型闭合钢筋5.灌浆料6.水平加强钢筋
7.剪力墙下层预制内墙板8.竖向浆锚钢筋9.水平分布钢筋10.箍筋11.灌浆口12.拼缝处坐浆层13.现浇混凝土
4 焊接连接
预制装配式混凝土结构中, 钢筋的焊接连接用多用于框架梁等水平结构构件, 但进行质量管理时很难确认这种方法的可靠性, 很大程度上依赖实际施工时的焊接技术人员的技术水平和认真程度。
日本对装配式构件焊接的管理相当严格, 要求施工人员必须是通过JIS及WES规定的技术认定考试人员。国内采用焊接连接时, 应深入研究钢筋焊接质量的检测技术、设备和方法, 还应进一步研究大直径钢筋的焊接技术[9]。
5 有待进一步研究的问题
经过国内的大力倡导及大量科研机构、企事业单位的不断参与, 装配式的发展已取得了可喜的进步和大量的成果, 但仍面临着以下几个问题需进一步的研究探讨:目前, 国内的钢筋连接方式主要集中在“湿连接”, 灌浆料或混凝土需要一定时间达到规定强度后才能进行下一步工序, 影响施工速度。“干连接”方式相比而言施工简单迅速、受力可靠, 而国内相关研究及应用较少。由于国外装配式技术已相对成熟, 相关产品、技术大部分已申请专利, 完全进口成本太高, 且并不一定能适用国内的工程实际。如何打开技术壁垒, 形成具有自主知识产权的、适用于国内工程实际的产品和技术, 降低装配式的成本, 是未来一段时间我们依然要面对的重要问题。
摘要：在装配式建筑中, 预制构件间的钢筋连接是有效连接各种构件、确保结构体整体性能的关键, 其连接质量直接影响建筑物的结构承载力。综合国内外的相关资料, 综述了国内外预制构件间连接技术的研究进展及应用, 包括套筒连接、约束浆锚连接等技术的形式、特点, 并提出了今后有待进一步研究的问题。
关键词：装配式,预制混凝土构件,钢筋连接技术
参考文献
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连接构件 篇8
上海某加固改建工程, 采用原有165 m高钢筋混凝土烟囱外设螺旋形钢管桁架, 钢桁架上有游览车行走, 使可能废弃的烟囱得以很好的利用。新增的钢桁架与原有混凝土烟囱之间由大量化学螺栓节点连接。锚板厚度的取值及螺栓的直径、间距对锚板厚度的影响是本文所关注以及要解决的问题。
目前, 在节点连接设计时, 设计人员感到对锚板厚度的取值及其影响因素没有一个较方便可靠的设计分析方法。文献[2]提出一些锚板设计的建议与规定:1) 锚板在设计荷载下不能出现显著变形, 为保证这一假设的有效性, 锚板必须有足够的刚性, 其设计应按照钢结构的标准进行, 保证弹性行为;2) 如果在特定情况下, 锚板不具有足够的刚性, 当计算作用在锚栓上的荷载时应考虑锚板的柔性。文献[1]提出在计算后锚固节点时, 应按如下基本假定:被连接件与基材结合面受力变形后仍保持为平面, 锚板出平面刚度较大, 其弯曲变形忽略不计。本文采用ANSYS有限元程序对大量不同尺寸、不同螺栓间距的锚板计算分析, 尝试解决这一问题。
2 轴心受拉节点有限元模型
2.1 材料性能
本文所分析的节点模拟试件为四栓受拉节点, 各混凝土锚固节点模型由混凝土基材、锚板、螺栓、螺母、连接件等部分构成, 锚板的材质为Q345, 混凝土的强度等级为C30。进行有限元分析时, 各构件均假定为各向同性材料, 进行材料非线性分析时采用常用的Von-Mises双线性随动强化屈服准则。
2.2 单元类型及有限元模型
节点模型采取实体建模的方式, 钢构件由Solid45单元建模, 混凝土基材由Solid65单元建模。其中, 锚板及其他钢构件采用双线性随动强化模型 (BKIN) , 单轴应力应变模型为理想弹塑性模型。混凝土破坏准则采用ANSYS程序中混凝土材料默认的William-Warnke五参数破坏准则, 不考虑混凝土的压碎。锚板与混凝土的相互作用采用面—面接触单元Targe170和Conta173模拟, 摩擦系数取为0.4。
对于各节点模型, 混凝土基材的长宽均取为锚板的2倍, 厚度为200 mm。螺栓至锚板边缘的距离取为40 mm。依据螺栓直径选择四组节点模型, 每组节点模型的螺栓间距为确定值, 锚板厚度变化, 连接钢管外径尺寸取为各节点螺栓间距的1/5～1/2, 连接钢管的截面面积取为所在节点的螺栓截面面积之和, 节点模型分类见表1。
为了分析螺栓间距对锚板受力性能的影响, 依据螺栓直径划分了四组节点模型, 各节点螺栓间距分别取为60 mm～280 mm。连接钢管的截面面积取为所在节点的螺栓截面面积之和, 计算节点如表2所示。
2.3 网格划分
对上述有限元模型进行网格化分, 分别给各构件X, Y, Z方向指定合适的网格尺寸, 进行单元划分。
2.4 边界条件与荷载施加
轴向拉力由施加于连接钢管端面的均布荷载模拟。对于4M10, 4M12, 4M16, 4M20节点, 施加荷载为螺栓抗拉拔设计荷载之和。各节点模型的X, Y, Z三向约束, 均施加于混凝土基材的底面。边界条件和外荷载施加完毕后模型如图1所示。
2.5 计算结果
对上述各模型进行有限元分析, 可以得到轴心受拉节点的变形情况和应力分布情况, 在模型的圆管连接件与锚板连接处及螺栓孔周围出现较为明显的应力集中现象, 锚板受拉力作用产生弯曲变形而中部隆起, 四周与混凝土基材紧密接触并存在撬力作用, 靠近螺栓处混凝土应力与变形最大。
3 锚板受力性能分析
3.1 板厚及连接件尺寸的影响
轴心受拉节点受力较为明确, 锚板在拉力作用下发生弯曲变形, 在螺栓直径及螺栓间距确定的情况下, 锚板厚度与连接件尺寸对锚板弯曲变形产生一定的影响, 为了分析板厚及连接件尺寸的影响, 本文设计了一组计算模型 (见表1) 。
从计算结果可以看到, 四栓锚固节点在受到螺栓抗拔出设计荷载作用下, 对于板厚为8 mm, 10 mm, 12 mm的4M10节点;板厚为10 mm, 12 mm, 16 mm的4M12节点;板厚为12 mm, 16 mm, 20 mm的4M16节点;板厚为16 mm, 20 mm, 24 mm的4M20节点, 锚板在受力方向的最大挠度与螺栓间距的比值均有Dmax/L<1/300, 锚板与连接钢管连接处的局部最大应力值均有Smax<fy=345 N/mm2。而对于板厚为4 mm, 6 mm的4M10节点;板厚为6 mm, 8 mm的4M12节点;板厚为8 mm, 10 mm的4M16节点;板厚为10 mm, 12 mm的4M20节点, 锚板局部最大应力值Smax>fy=345 N/mm2。
从计算结果可见:1) 连接钢管直径对锚板的刚度有一定的贡献;2) 连接钢管的直径对钢板的应力影响较大, 当直径为螺栓间距的1/2时, 锚板应力比同面积的实心连接件少50 MPa左右;3) 对于具有相同厚度、相同边界条件的锚板, 钢管外径增大时, 锚板Mises应力值与Dmax/L值明显降低, 说明连接件尺寸对于锚板的受力性能以及节点整体刚度有较为显著的影响;4) 板厚取螺栓直径为d-2 mm以上时, 锚板局部最大应力值小于钢板的屈服强度, 其挠度也可控制在1/300。
3.2 螺栓间距的影响
为了分析螺栓间距对锚板受力性能的影响, 本文设计了另一组计算试验模型 (见表2) , 并在图1中绘出计算结果。图1反映了各节点在受到螺栓抗拔出设计荷载的作用时锚板最大挠度Dmax与螺栓间距L的比值以及各锚板最大应力Smax。
从图1中可以看到, 四栓锚固节点在受到螺栓抗拔出设计荷载作用下, 锚板厚度取为锚筋直径d的1.0倍时, 对于螺栓间距L≤15d的各节点, 锚板在受力方向的最大挠度与螺栓间距的比值均可控制在Dmax/L<1/500, 锚板与连接钢管连接处的局部最大应力值小于250 N/mm2。
4 结语
1) 对于受拉节点设计锚板时, 厚度可取螺栓直径d-2 mm或螺栓直径d, 其变形和应力能得到有效的控制;2) 螺栓最大间距应控制在15d以内 (d为螺杆直径) , 在这种情况下锚板变形基本可控制在1/500之内;3) 锚板宜采用Q345钢板, 以使锚板受力尽量保持在弹性工作状态。
摘要：采用通用有限元分析软件对混凝土后锚固受拉节点进行了模拟计算分析, 通过比较不同螺栓直径、螺栓间距的条件下锚板的受力性能, 探讨了锚板厚度与螺栓间距、直径的关系以及为保证锚板的出平面刚度应采用的厚度。
关键词：钢构件,混凝土墙,端板连接,锚板,出平面刚度
参考文献
[1]JGJ 145-2004, 混凝土结构后锚固技术规程[S].
连接构件 篇9
钢—混凝土组合结构是由两种材料共同作用来实现其结构承载作用的, 因此不同材料的自身属性与材料间结合形式都会对整体结构承载力产生较大影响[2]。在钢—混凝土组合结构中, 抗剪连接件的主要作用是承受钢构件与混凝土翼板接触面之间产生的纵向剪力, 并通过锚固等措施来增大材料接触面的摩阻力, 从而阻止因剪力而产生的相对滑动。为了满足多样化的连接形式与不同的承载力设计要求, 抗剪连接件的形式多种多样, 其中栓钉连接因其施工方便连接可靠而被广泛采用。但随着钢—混凝土组合结构的应用越来越广泛, 栓钉连接易产生疲劳断裂[3], 且施工质量不易控制的缺点逐渐显露, 在较薄的钢构件上进行栓钉焊接时还容易产生焊透现象。PBL抗剪连接件作为一种新型连接方式具有连接可靠, 抗疲劳寿命长[4,5,6]的优点, 在一些重要工程的关键结构部位中越来越多地取代了栓钉连接。本文针对PBL抗剪连接件进行了改良, 设计了两种新型PBL抗剪件, 并试制了一批改良PBL连接小梁进行加载试验, 与原PBL连接小梁进行对比, 单因素讨论了抗剪连接形式对构件承载力的影响。
1新型PBL抗剪连接件构造
1.1波形开孔板抗剪连接件
这种新型连接方式将如图1所示的原PBL连接件的两块平行开孔钢板替换为波形开孔钢板, 于波峰、波谷处分别设置一对贯通孔, 然后在贯通孔中穿入钢筋, 形成一套抗剪连接体系 (见图2) 。与传统的PBL连接件相比, 这种连接方式有两大优势:其一, 在连接件总长度不变的情况下通过设置波形钢板增大了钢—混凝土接触面积, 从而增加了两种材料间的摩擦力;其二, 波形钢板波峰波谷间的混凝土与钢构件相互接槎, 形成了沿钢板纵向的抗拔体系, 提高了连接件与混凝土的纵向摩阻力。但是在应用此类连接件时应注意相邻两块钢板的间距, 防止间距过小而导致混凝土不能浇筑到钢板间, 影响其工作性能。
1.2开孔折板抗剪连接件
开孔折板抗剪连接件的设计思路是把原PBL连接件的两条平行钢板等分后进行隔块切割, 然后将钢板的被切割部分进行向左或向右的90°弯折并焊接在翼缘板上, 在最终形成的L形钢板的两肢设置相对应的贯通孔, 最后在贯通孔中插入钢筋, 组成上下的正交贯通钢筋, 构成一套新型抗剪连接体系 (见图3) 。与原PBL连接件相比, 这种连接件增加了折形钢板来承受纵向剪力, 而纵横向的贯通钢筋形成了一层钢筋网片, 与钢筋间的混凝土共同作用阻止钢构件与混凝土接触面在两个方向的相对滑移。
2对比试验
2.1试件设计
为验证改进抗剪件连接形式对钢—混凝土构件力学性能有影响, 现设计三组采用不同抗剪连接件的小梁进行集中力加载试验, 每个实验组含7个相同小梁, 各组试件钢结构部分均采用8 mm厚Q345钢焊接而成, 钢筋采用HRB335 (Ⅱ级钢) , 试件的其余参数如表1所示。
mm
2.2试验方式
试件制作完成后安装在1 000 k N加载试验架上, 并用一台1 500 t油压千斤顶进行跨中两点对称集中加载试验, 加载形式如图4所示。
试件安装完毕后, 一次在试验梁的两端支点, 跨中, 对称荷载加载点这5处安装位移计和千分表, 用来测量试验加载时试件钢—混凝土界面的相对滑移和试件这几个点的竖向变形。本试验中采用阶段性匀速加载并在不同的荷载范围内逐级递减的方式进行加载试验, 直至试件破坏, 具体加载速度如表2所示。
2.3试验结果
对每组取得的荷载与相对滑移值, 去掉最小与最大值, 取剩余数据的平均值为最终结果, 最后得到的荷载—相对滑移曲线如图5所示。
每组随机选取一条梁进行加载, 观测可得出:在加载试验过程中, 当荷载达到410 k N时OP-1试件的钢—混凝土接触面开始出现裂缝, 当荷载达到470 k N时, OP-1试件的跨中混凝土结构部分开始出现竖向裂缝, 当荷载达到510 k N时混凝土部分未完全被压碎, 但钢—混凝土结合部分完全撕裂, 小梁整体已经破坏, 加载停止。而NP-1与NP-2试件均在荷载达到470 k N时, 钢—混凝土接触面与混凝土跨中开始出现裂缝, 在荷载达到550 k N时试件混凝土部分被压碎, 从而试件整体结构破坏, 加载停止。
3结果分析
由以上实验结果可以得知, 在改进抗剪连接件连接形式后, 钢—混凝土组合构件的极限承载力略有提高, 钢—混凝土相对滑移有一定下降, 二者结合能力大幅度提高, 在配筋相同的情况下, 改进连接件前试件破坏主要是钢—混凝土连接破坏, 但改进连接件后试件破坏原因是混凝土受压破坏。这表明新型钢—混凝土组合小梁中, 钢构件与混凝土之间的接槎咬合作用提高了两种材料的结合作用, 能够充分发挥混凝土的承压能力, 有效地提升构件的整体性与变形协调能力。且纵横向贯穿钢筋也在一定程度上提升了钢—混凝土构件结合力, 这也是在加载试验中NP-2组表现优于NP-1组的原因之一。
4结语
1) 改进后的两种新型连接方式均可以有效加强钢—混凝土组合结构的整体性与协调工作能力。2) 抗剪连接件中钢构件与混凝土之间的接触面积与接触方式会对连接件的力学性能产生较大影响。3) 开孔折板抗剪连接件的工作性能优于波形折板抗剪连接件。4) 贯通钢筋的数量与摆放方式也能在一定程度上影响钢—混凝土组合构件中两种材料的结合能力, 需要进一步设计实验进行研究。
参考文献
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