第八节 连接构造及预埋件设计
3.8.1 连接构造及传力分析
1、屋架与柱的连接
屋架与柱的连接方法有焊接和螺栓连接两种。
焊接法是在屋架或屋面梁端部支承部位的预埋件底部焊上一块垫板，待屋架或屋面梁就位校正后，与柱顶预埋钢筋焊接牢固。
螺栓连接方式是在柱顶伸出预埋螺栓，在屋架或屋面梁端部支承部位焊上带有缺口的支承钢板，就位校正后，用螺母拧紧。
柱与屋架或屋面梁连接处的预埋件承受由屋架传来的垂直压力。
2、吊车梁与柱的连接
吊车梁与柱的连接，多采用焊接。为承受吊车横向水平刹车力，吊车梁上翼缘与柱间用钢板或角钢焊接；为承受吊车梁竖向压力，吊车梁底部安装前应焊接上一块垫板（或称支承钢板）与柱牛腿顶面预埋钢板焊牢。吊车梁的对头空隙、吊车梁与柱之间的空隙均须用混凝土填实。
3、抗风柱与屋架的连接
抗风柱与屋架的连接多为铰接，在构造处理上应满足：一是在水平方向应有可靠的连接，以保证有效地传递风荷载；二是在竖向应使屋架与抗风柱之间有一定的相对竖向位移的可能性，以防止抗风柱与厂房沉降不均时屋盖的竖向荷载传给抗风柱，对屋盖结构产生不利影响。
4、柱与连系梁的连接
连系梁与柱的位置有设在墙内和不在墙内两种，前者也称墙梁。墙梁分承重和非承重两种。非承重墙梁的主要作用是增强厂房纵向刚度，传递山墙传来的风荷载到纵向柱列中去，同时承受墙上的水平风荷载，它应搁置在柱的牛腿上用焊接或螺栓连接。
5、柱间支撑与柱的连接
柱间支撑的主要作用是为了提高厂房的纵向刚度和稳定性，将吊车纵向制动力和山墙抗风柱经屋盖系统传来的风力（也包括纵向地震力），经柱间支撑传至基础。柱间支撑一般由型钢构成。
较小截面柱的柱间支撑布置在上柱截面形心轴线上，其上下节点分别在上柱柱顶和上柱根部附近；较大截面柱的柱间支撑，布置在下柱截面翼缘部分的形心轴线上，其上下节点分别在牛腿顶面和基础顶面附近。
3.8.2 预埋件设计
1、预埋件的组成
预埋件由埋入混凝土中的锚筋和外露在混凝土构件表面的锚板两部分组成。
按预埋件受力性质区分，有：受剪预埋件、受拉预埋件、受弯预埋件、受拉弯剪预埋件。
2、预埋件计算
锚板一般按构造要求确定其面积和厚度，锚筋一般对称配置，其直径和数量可根据不同预埋件的受力特点通过计算确定。
（1）承受法向拉力的预埋件
在法向拉力的作用下，锚板将发生弯曲变形，从而使锚筋不仅受承载力，还承受因锚板弯曲变形而引起的剪力，因此锚筋处于复合受力状态，其抗拉强度应进行折减。锚筋的总截面面积可按下式计算：
（2）承受剪力的预埋件
预埋件的受剪承载力与混凝土强度等级、锚筋抗拉强度、锚筋截面面积和直径等有关。在保证锚筋锚固长度和锚筋到构件边缘合理距离的前提下，根据实验结果提出了半理论半经验的计算公式预埋件的受剪承载力与混凝土强度等级、锚筋抗拉强度、锚筋截面面积和直径等有关。在保证锚筋锚固长度和锚筋到构件边缘合理距离的前提下，根据实验结果提出了半理论半经验的计算公式
（3）承受弯矩的预埋件
（4）承受剪力、法向拉力和弯矩共同作用的预埋件
（5）承受剪力、法向压力和弯矩共同作用的预埋件
在剪力、法向压力和弯矩作用的预埋件，钢筋的面积按下列两个公式计算
3、构造要求
受力预埋件的锚板宜采用Q235、Q345级钢，锚板厚度应根据受力情况计算确定，且不宜小于锚筋直径的0.6倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8，b为锚筋的间距。受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300钢筋，不应采用冷加工钢筋。
直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm和0.5d（HPB300级钢筋）或0.6d（HRB400级钢筋），d为锚筋的直径。
预埋件锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和20mm。预埋件的位置应使锚筋位于构件的外层主筋的内侧。
预埋件的受力直锚筋不宜少于4根，且不宜多于4层；其直径不宜小于8mm，且不宜大于25mm。受剪预埋件的直锚筋可采用2根。
对受拉和受弯预埋件，其锚筋的间距b、b1和锚筋至构件边缘的距离c、c1，均不应小于3d和45mm。对受剪预埋件，其锚筋的间距b及b1不应大于300mm，且b1不应小于6d和70mm；锚筋至构件边缘的距离c1不应小于6d和70mm，b、c均不应小于3d和45mm。
受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度；当锚筋采用HPB300级钢筋时末端还应有弯钩。当无法满足锚固长度的要求时，应采取其他有效的锚固措施。受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d，d为锚筋的直径。
1、屋架与柱的连接
屋架与柱的连接方法有焊接和螺栓连接两种。
焊接法是在屋架或屋面梁端部支承部位的预埋件底部焊上一块垫板，待屋架或屋面梁就位校正后，与柱顶预埋钢筋焊接牢固。
螺栓连接方式是在柱顶伸出预埋螺栓，在屋架或屋面梁端部支承部位焊上带有缺口的支承钢板，就位校正后，用螺母拧紧。
柱与屋架或屋面梁连接处的预埋件承受由屋架传来的垂直压力。
2、吊车梁与柱的连接
吊车梁与柱的连接，多采用焊接。为承受吊车横向水平刹车力，吊车梁上翼缘与柱间用钢板或角钢焊接；为承受吊车梁竖向压力，吊车梁底部安装前应焊接上一块垫板（或称支承钢板）与柱牛腿顶面预埋钢板焊牢。吊车梁的对头空隙、吊车梁与柱之间的空隙均须用混凝土填实。
3、抗风柱与屋架的连接
抗风柱与屋架的连接多为铰接，在构造处理上应满足：一是在水平方向应有可靠的连接，以保证有效地传递风荷载；二是在竖向应使屋架与抗风柱之间有一定的相对竖向位移的可能性，以防止抗风柱与厂房沉降不均时屋盖的竖向荷载传给抗风柱，对屋盖结构产生不利影响。
4、柱与连系梁的连接
连系梁与柱的位置有设在墙内和不在墙内两种，前者也称墙梁。墙梁分承重和非承重两种。非承重墙梁的主要作用是增强厂房纵向刚度，传递山墙传来的风荷载到纵向柱列中去，同时承受墙上的水平风荷载，它应搁置在柱的牛腿上用焊接或螺栓连接。
5、柱间支撑与柱的连接
柱间支撑的主要作用是为了提高厂房的纵向刚度和稳定性，将吊车纵向制动力和山墙抗风柱经屋盖系统传来的风力（也包括纵向地震力），经柱间支撑传至基础。柱间支撑一般由型钢构成。
较小截面柱的柱间支撑布置在上柱截面形心轴线上，其上下节点分别在上柱柱顶和上柱根部附近；较大截面柱的柱间支撑，布置在下柱截面翼缘部分的形心轴线上，其上下节点分别在牛腿顶面和基础顶面附近。
3.8.2 预埋件设计
1、预埋件的组成
预埋件由埋入混凝土中的锚筋和外露在混凝土构件表面的锚板两部分组成。
按预埋件受力性质区分，有：受剪预埋件、受拉预埋件、受弯预埋件、受拉弯剪预埋件。
2、预埋件计算
锚板一般按构造要求确定其面积和厚度，锚筋一般对称配置，其直径和数量可根据不同预埋件的受力特点通过计算确定。
（1）承受法向拉力的预埋件
在法向拉力的作用下，锚板将发生弯曲变形，从而使锚筋不仅受承载力，还承受因锚板弯曲变形而引起的剪力，因此锚筋处于复合受力状态，其抗拉强度应进行折减。锚筋的总截面面积可按下式计算：
（2）承受剪力的预埋件
预埋件的受剪承载力与混凝土强度等级、锚筋抗拉强度、锚筋截面面积和直径等有关。在保证锚筋锚固长度和锚筋到构件边缘合理距离的前提下，根据实验结果提出了半理论半经验的计算公式预埋件的受剪承载力与混凝土强度等级、锚筋抗拉强度、锚筋截面面积和直径等有关。在保证锚筋锚固长度和锚筋到构件边缘合理距离的前提下，根据实验结果提出了半理论半经验的计算公式
（3）承受弯矩的预埋件
（4）承受剪力、法向拉力和弯矩共同作用的预埋件
（5）承受剪力、法向压力和弯矩共同作用的预埋件
在剪力、法向压力和弯矩作用的预埋件，钢筋的面积按下列两个公式计算
3、构造要求
受力预埋件的锚板宜采用Q235、Q345级钢，锚板厚度应根据受力情况计算确定，且不宜小于锚筋直径的0.6倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8，b为锚筋的间距。受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300钢筋，不应采用冷加工钢筋。
直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm和0.5d（HPB300级钢筋）或0.6d（HRB400级钢筋），d为锚筋的直径。
预埋件锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和20mm。预埋件的位置应使锚筋位于构件的外层主筋的内侧。
预埋件的受力直锚筋不宜少于4根，且不宜多于4层；其直径不宜小于8mm，且不宜大于25mm。受剪预埋件的直锚筋可采用2根。
对受拉和受弯预埋件，其锚筋的间距b、b1和锚筋至构件边缘的距离c、c1，均不应小于3d和45mm。对受剪预埋件，其锚筋的间距b及b1不应大于300mm，且b1不应小于6d和70mm；锚筋至构件边缘的距离c1不应小于6d和70mm，b、c均不应小于3d和45mm。
受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度；当锚筋采用HPB300级钢筋时末端还应有弯钩。当无法满足锚固长度的要求时，应采取其他有效的锚固措施。受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d，d为锚筋的直径。