鉸接

用鉸鏈連接

鉸接,指用鉸鏈連接。常用在機器、車輛、門窗、器物的兩個部分的裝置或零件的連接,如鉸接式無軌電車、鉸接式貨車、鉸接式客車。人們常見的門扇和門框是連接在一起的,所以它們是不可以分離的,但它們還是可以具有有條件的相對運動。這主要是連接它們的鉸鏈使它們具有門扇和門框的運動特點的。後來人們就把具有門扇和門框的運動特點的連接叫做鉸接。鉸接在力學分析中以及實際工程中得到廣泛的應用。

轉動能力


塑性設計的框架要求塑性鉸部位有一定轉動能力,以便後續的內力重分佈能夠出現。
1.剛性連接這種構造假定樑柱連接有足夠的剛性,樑柱間無相對轉動,連接能承受彎矩。鉸支連接這種構造假定結構承受重力荷載時,主梁和柱之間只傳遞垂直剪力,不傳遞彎矩。這種連接可以不受約束的轉動。
2.在鋼結構框架的傳統分析與設計中,為簡化分析設計過程,樑柱連接被認作理想的鉸接連接或完全的剛性連接,並且認為:連接對轉動約束達到理想剛接的90%以上,可視為剛接;在外力作用下,柱樑軸線夾角的改變數達到理想鉸接的80%以上的連接視為鉸接。採用理想鉸接的假定,將意味著梁與柱之間沒有彎矩的傳遞,就轉動而論,用鉸連在一起的梁和柱將相互獨立地轉動.
能抵抗彎矩作用的柱腳稱為剛接柱腳,相反不能抵抗彎矩作用的柱腳稱為鉸接柱腳,剛接與鉸接的區別在於是否能傳遞彎矩,從實際上看,如果錨栓在翼緣的外側,就是剛接,而且一般不少於四個,如果在翼緣內側,就是鉸接,一般為兩個或四個。
這兩種柱腳很明顯的區別就是對側移控制,如果結構對側移控制較嚴,則採用剛接柱腳,例如有吊車荷載的情況,吊車荷載是動力荷載,對側移比較敏感,而且側移過大會造成吊車卡軌現象,此時應把柱腳設計成剛接柱腳。

建築上的連接


鋼結構中,梁與柱的連接通常採用3種形式,柔性連接(也稱鉸接)、半剛性連接和剛性連接。在工程實踐中,如何判別一個節點屬於剛性、半剛性或鉸接連接主要是看其轉動剛度,剛性連接應不會產生明顯的連接夾角變形,即連接夾角變形對結構抗力的減低應不超過5%。
樑柱的半剛性連接可以採用在梁端焊上端板,用高強螺栓連接,或是用連於翼緣的上、下角鋼和高強螺栓。其設計要求如下:
(1)端板連接 在端板連接節點中力的傳遞可將梁端彎矩簡化為一對力偶,拉力經受受拉翼緣傳遞。受拉螺栓對受拉翼緣對稱布置。壓力可以通過端板或柱翼緣承壓傳遞,壓力區螺栓可少量設置,並和受拉螺栓一起傳遞剪力。
(2)上下角鋼連接 用上下角鋼連接的節點中,受拉一側的連接角鋼在彎矩作用下,不僅豎肢變形,水平肢也變形。因此,角鋼連接的剛度比端板者稍低。
連接性質的劃分應由下列三項指標來表徵
抗彎剛度,轉動剛度,延性(轉動能力)。
抗彎承載力是連接強度的主要項目,此外還有抗剪強度。剛性連接從理論上來說,承受彎矩和剪力的能力應該不低於梁的承載能力,亦即不低於梁的塑性鉸彎矩和腹板全塑性剪力。地震區的框架應該要求更高,體現“強連接-弱構件”的原則。對於柔性連接則只要求其抗剪能力。半剛性連接介於剛性和柔性連接之間,必須具有一定的抗彎能力。
連接的轉動剛度由彎矩-轉角曲線的斜率來體現,它不是常量,轉動剛度對框架變形和承載力都有影響。對變形的影響需要結合正常使用極限狀態進行分析。為此,應考察連接的初始剛度或標準荷載作用下的割線剛度。剛性連接的剛度,理論上需要達到無限大,但實際上只要達到一定的限值就可以看作是剛性連接,問題在於如何從數量上做出界定。

應用


鉸接
鉸接
在我國及國外許多城市,鉸接公交車的出現越來越頻繁,它和普通公交的區別在於它是用鉸鏈將兩節車廂連接起來,使車身變得更長,並優化了轉向半徑和載客量,使一部車能運輸更多的人。
一般的鉸接公交車有16m長和18m長,著名的鉸接公交車生產廠商有青年客車,宇通客車,海格客車黃海客車等。大多數鉸接車採用後置引擎全承載布局,少數採用前置布局,極少數採用中置布局。