在钢梁的栓焊等强拼接中,焊缝和螺栓的布置不仅关系到节点能否达到设计要求的等强承载力,还直接影响施工质量和结构的安全。根据相关规范与工程实践,其布置原则和要求如下:
1. 整体位置的选择与错开原则
内力较小处: 拼接位置一般宜设在梁的内力(弯矩、剪力)较小处,同时需综合考虑运输分段和安装方便等条件。
避免应力集中: 翼缘板和腹板的拼接位置最好错开布置,并应避免与加劲肋以及次梁连接处重合,以防止焊缝密集交叉导致应力集中。若采用全焊接拼接,H形截面组焊型钢的翼缘板与腹板拼接截面错开距离宜不小于200mm。
2. 螺栓的布置要求
受力分配: 在计算时,拼接截面处的剪力视为全部由腹板承担;而弯矩则由翼缘和腹板按各自毛截面惯性矩的比例共同分担。
翼缘螺栓: 翼缘拼接通常按“等强原则”设计,即拼接板及螺栓需承受由翼缘分担的弯矩所产生的轴力。为保证传力可靠,拼接板净截面面积不应小于翼缘板净截面面积。当翼缘采用单侧拼接板或双侧拼接板中夹有垫板时,螺栓数量应按计算增加10%。
腹板螺栓: 腹板拼接螺栓宜尽量按单排布置;当构件截面较高需要双排布置时,靠近中和轴区的螺栓可采用较大的间距。此外,拼接处拼材与螺栓的受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%。
施工空间预留: 布置螺栓时必须考虑工地专用施工工具(如电动扳手)的可操作空间要求,确保有足够的施拧空间进行紧固操作。
3. 焊缝的布置要求
坡口形式: 翼缘对接一般采用全熔透对接焊缝,常开设向上的V形坡口以便于现场实施俯焊。
预留伸缩余地(减小残余应力): 为减少焊接过程中的残余应力,工厂预制的翼缘焊缝端部应留出约500mm左右不焊,待工地拼接时作为最后施焊的工序。
扇形锁口构造: 对于腹板栓接拼接,在腹板拼缝的上下端应开设扇形锁口,以便设置引弧板、引出板及实现连续施焊。
4. 施工顺序的配合
先栓后焊: 栓焊混合拼接的施工顺序一般严格遵循“先拧紧腹板的高强螺栓,后进行翼缘的焊接施工”。这样可以使焊接时有较多的自由收缩余地,从而有效减小焊接应力。
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