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钢结构常见问题-PKPM软件对框架梁柱连接的处理方法
发布时间:2024年06月26日 撰写时间:暂无 作者:
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期刊,专题文档,钢结构
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钢结构常见问题-PKPM软件对框架梁柱连接的处理方法


1、验算梁柱刚接连接,采用常用设计法时,梁腹板与柱的连接处,梁端剪力该如何取值?

答:

以下图梁柱连接节点为例:

根据第四版钢结构节点设计手册中的有关公式,验算腹板连接所需螺栓数量应该取如下3个公式算出数量的较大值,即剪力取三个式子中分子数值的较大值。

采用常用设计法时,假设梁端弯矩完全由梁翼缘承担,剪力全部由梁腹板承担。验算腹板所需螺栓数量时,除了根据梁端剪力进行计算外,尚应以腹板净截面面积抗剪承载力设计值的1/2或梁的左右两端作用弯矩的和除以梁净跨长度所得到的剪力来确定。

PKPM三维钢框架模块为例,考察下图左侧节点,查看该节点的详细计算书。

计算书中的内容与节点设计手册验算要点完全一致:

1)第一项梁端设计剪力取的是80号组合,V=98.16KN。查看SATWE的工况,80号组合表达的是:

13.DL+0.65LL3-1.4EXP=1.3*-34.42+0.65*-8.48-1.4*57.59=-130.88KN

由于该组合包含地震工况EXP,考虑承载力抗震调整系数0.75后最终的剪力为130.88*0.75=98.163KN,与计算书中的数值一致。

2)第二项以0.85的净截面系数近似计算腹板的净截面面积,然后计算剪力,这里不再验证。值得注意的是,该例题所选取的杆件截面较大,导致腹板净截面面积抗剪承载力设计值的1/2的数值较大,如果设计者只按照第一项核算腹板螺栓配置,将会使螺栓配置过少。

3)下面验证第三项,初步判断梁两端同方向弯矩绝对值之和的最大值,在包含地震工况EXP6组组合中,梁两端荷载数据统计如下:

由表格可知,组合为76号组合时,梁两端同方向弯矩的绝对值之和最大,并且与计算书中的取值一致。另外,查看该梁左右两端节点的计算书,验算第三项时取的都是同样的数值。

2PKPM三维钢框架模块,节点设计参数里面的栓接拼接腹板承担的弯矩考虑传递效率系数的作用是什么?

答:

对于梁拼接节点,如下图所示的翼缘和腹板都为栓接样式。

当采用精确设计法时,在按惯性矩分配弯矩以后,腹板承担的弯矩尚应再乘以一个降低系数(一般取0.4)才是腹板最终分担的弯矩。其原因是在弹性设计阶段,翼缘的拼接板长、腹板的拼接板短,翼缘的刚度增加的多、腹板的刚度增加的少,弯矩有从腹板向翼缘传递的趋势,即拼接板导致弯矩在翼缘和腹板之间重新分配。可参考高钢规8.5.2条及其条文说明。

PKPM软件执行了该条,对于拼接节点,软件默认按照等强设计,其目的在于保证构件强度连续、刚度连续、延性连续。计算过程为,首先按照截面等强原则算出总的受弯承载力,腹板按照惯性矩的比例以及0.4的分配系数计算得出腹板承担的弯矩,翼缘承担的弯矩等于总弯矩减去腹板承担的弯矩。

3PKPM三维钢框架模块,钢结构施工图中的梁柱连接参数中,防止锚板弯曲设置勾选与不勾选有什么区别?执行的是哪条规范条文?

答:

该条考虑的是钢梁与混凝土柱子之间通过预埋件进行连接,如下图:

根据《混凝土结构设计规范》9.7.2条,计算锚筋时,当采取防止锚板弯曲变形的措施时,锚板的弯曲变形折减系数ab等于1.0,否则应按照公式9.7.2-6计算确定。程序就是按照该项勾选与否来控制系数ab的取值是直接等于1还是按照计算确定。

4PKPM三维钢框架模块,钢结构施工图梁柱连接参数中,极限承载力连接系数取值具体是取的什么值?依据哪本规范取?为什么会设置1-翼缘腹板分别取和0-取最小值两种取值方法?

答:

极限承载力连接系数是指的《抗规》表8.2.8钢结构抗震设计的连接系数,当总设计方法中选择为按《高钢规》时,该系数取自《高钢规》的表8.1.3,在验算极限承载力时要用到该系数,表8.2.8中连接系数与钢号及连接方式有关,程序中可以选择按翼缘和腹板分别取值。考虑到梁柱连接可能是全焊连接、栓焊连接或全螺栓连接,如果是全焊或全螺栓连接,则翼缘和腹板的连接系数取值相同,如果是栓焊连接,则翼缘和腹板可根据实际的连接方式分别取值;“0-取最小值是考虑连接的极限承载力验算不容易通过,可以按两者最小值进行选取以便验算更易通过。

供稿丨王建新、曹强 审稿丨解祎

编辑丨王蕊 责编丨张跃飞

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