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摘要：由于我国在经济上取得进步，建筑行业的规模，也得到了前所未有的提升。由于市场需求的多样性，导致建筑结构日益复杂，也使得施工难度不断上升。本篇文章，将以多高层房屋钢结构梁柱刚性节点作为切入口，并分析其在地震之中的作用，还会对高层钢铁结构的房屋及支点受到巨大破坏的原因进行分析。在对多高层房屋钢结构梁柱节点进行抗震设计时，应当注意的点进行浅析，并提出了几种具有抗震性较好特点的梁-柱刚性连接点。
关键词:刚性节点；设计；钢结构
在社会的发展过程之中，人们对于房屋的各项要求也不断变高，而部分地区的建筑使用者，对于房屋的抗震设计有着极高的要求，这就要求对房屋钢结构梁柱刚性节点进行设计时，应当让其具有抗震的功能。因此，在对房屋进行具体设计的时候，需要对房屋刚性节点进行充分考虑。在上一个世纪，西方国家受到地震的影响之后，众多的居民建筑房屋的梁柱刚性节点受到了巨大的破坏，这一种情况也引起了全世界范围内专家、学者的关注。
1 梁-柱刚性节点的设计
从众多专业资料中关于节点的介绍图能了解到:梁端翼缘为全溶透的坡口对接焊，一般情况下腹板只有1~2列，且高强度螺丝在连接之处，也没有经过任何的强化措施，这就出了它在连接的过程之中，仅仅考虑到受剪，却没有充分的考虑到受弯情况。笔者通过对其进行计算之后发现，在非抗震的结构之中，抗侧移框架梁作为工字形截面的时候，它的强度等级是Q345，并且腹板用了单剪连接方式的螺栓。首先，我们先假设梁端作用的弯曲设计值为其能够承受到最大值的0.9倍，其中腹板的净截面惯性矩会与梁的惯性矩进行相应的分配，我们对腹板所能够承受到的最大剪力设计为1/3，从而对其进行下一步的计算，同时按照2.5倍的螺丝孔间距进行排列，在通常情况下都需要2列M20，且使用高强度的螺栓，而它的摩擦系数必须达到0.55。在抗震设计的连接之处，要求提抗力必须远高于梁截面所能承受的最大抗力，但它的连接却只设计了1~2列的单列受力螺栓，这样则是不符合设计的要求。
当工字形截面梁处于弹性阶段之时，其翼缘承受全截面的抗弯承载力在79~%84%。这对于使用高强度螺栓来连接横梁节点的以及腹板来讲，其焊缝能够承载的弯矩只能与腹板本身相同。若不考虑腹板的弯矩，那么它连接的抗弯承载力，仅能够达到框架横梁弯承载力的79%~84%。如果焊接技术不够成熟，焊接效果不够理想，焊接缺陷大量存在等因素，那么其连接的抗弯承载力，很有可能只达到框架横梁抗弯承载力的69%~74%。在进行抗震设计的过程之中，应当坚持弱干件、强节点的方法，所以。在上述的这种设计之下，在遇到强烈地震的时候，就很有可能出现梁端连接抗力低于梁截面的抗力，从而使得焊接处出现破裂的情况，并导致建筑发生损毁。
当日本发生大地震的时候，由于房屋的钢结，采用多两端与柱的连接方式，并使用了带悬臂梁段的全焊接方式。所以，在地震发生时，虽然连接处已经受到了严重的破坏，但是构架梁出现了较为明显的塑性变形，出现这种情况的原因，也是因为梁端翼缘与腹板是采用的焊接方式，所以，其连接的抗弯能力与梁的全截面抗弯能力基本一致。而这些年来，亚欧地区都采用了更加先进的设计方法，即“狗骨式”的钢柱钢性节点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其具体安装方法如下:首先将其上下的一员沿其纵向对称于腹板，并对其进行弧形的切割，然后控制其切割的宽度，最后将柱翼缘与梁腹板使用焊接的方法进行连接，同时对于焊缝口进行消除，并对于衬板也应当进行相应的割除，在割除完成之后，还需要对其进行补焊等。
在使用了“狗骨式”的刚性连接点之后，会使得连接点具有很好的延展性，而具有该特性的根本原因在于，柱与梁端的刚性连接抗弯能力要比梁截面的抗弯能力更小，同时采用削弱连横面的方法，使其抗弯能力得到降低，这也从另一个方面提升了连续的抗弯能力，从而实现了两者之间的互相转换，让框架横梁在发生地震的时候，不会使连接处受到破坏，且节点仍具有极佳的延性。
通过对上述的几种节点做法，进行对研究，我们可以得到这样的一个结果，那就是:在抗震结构之中，只有将弱干件强节点的方法进行有效运用，才能够保证钢结构发挥其自身的延性。
2 对强节点进行设计时的原则
为了使得弱干、强节点的目标得到彻底的实现，则必须对柱梁连接点进行设计的时候，充分考虑其承载力，同时还要对其弹性的节点承载力进行深入的计算。除此之外，在设计的过程时，还应当遵守两个重要的点:在弹性设计阶段，梁柱的连接处其抗弯能力必须远高于框架梁，使得两者的比例大≥k。与此同时，在弹塑性的阶段，应当提前考虑到塑性铰的移动方向，并对其进行有效的控制，从而让其截面外侧的纤维其最大弯曲应力，大于柱梁连接点处焊缝的最大弯曲应力，使得在地震发生的时候，让框架横梁出现在塑性铰的位置，从而让翼缘在高应力下出现屈服，从而形成塑性铰，使得其能量得到充分的消耗。
3 对框架节点设计进行改良的方法
在对框架节点进行设计的时候，除了可以使用“狗骨式”的连接点之外，还可以利用与此相似的方法，例如:使用加大梁截面的方式，从而增强它的抗弯承载力，同时也可以让该节点具有极佳的延性。使用这种方法不，仅可以达到与“狗骨式”连接点相似的效果，甚至在其实际的运用过程时，更加优于该种方式。由于“狗骨式”的连接点是通过利用削弱梁的翼缘截面，从而降低了梁的承载力，使得地震发生的时候，充分利用节点的优势。
首先，需要对盖板与柱连接处的截面积进行计算，同时根据不同的情况，确定每一块盖板的截面面积。如果柱和盖板在完全熔透的地面进行接焊，同时使用高强度的螺栓连接，其盖板那么焊接处的截面面积应远高于未使用盖板的冀缘截面面积。除此之外，还应当考虑梁上组合弯矩图的弯曲点，来确定其盖板的具体尺寸，其操作步骤如下:首先，应当确定塑性铰的具体位置，当地震发生时，弯矩型图会向内出现倾斜的状况，这种情况的发生主要原因在于:框架梁在水平地震以及竖向负荷的共同作用之下产生。在确定了盖板的截面面积以及塑性铰的具体位置之后，还应当根据梁上组和弯矩图的反弯点进行测量，从而计算出横梁连接点的截面面积，从而实现对塑性铰的位置控制。为了避免盖板因为面积过大，故需要对梁端的锲形板盖板以及在塑性铰用“狗骨式”的办法，来进行具体的设计。在对梁端上下翼缘局部进行加宽的目的，只是为了让加强板可以与梁的翼缘板处在同一个平面之中，而带有悬臂式短梁的连接方法，可以提高焊接的终效果。
4 结束语
刚性结构具有安装速度快以及更换简单的优点，因此它们非常适用于高层建筑，而节点设计也是整个钢结构设计的主要内容之一。虽然，钢材具有延展性以及强度的有点，但是它的构件却极易出现变形等情况;在所有的构件之中，在横梁节点处发生损毁及失衡最为常见，并且根据有关的统计，在地震发生的时候，约有71%的钢结构破坏都是出现在节点的连接处，出现此类的原因主要是:其设计不够完善，且采用的方法不够合理，使得节点问题比较突出，因此对多高层房屋钢结构梁柱刚性节点进行合理设计，则显极为得重要。所以，笔者在本篇文章之中，对于粱柱刚性节点出现受损的情况进行了分析，并对节点的设计方法，也进行了深入的探究，还提出了相应的解决办法，从而当地震发生的时候，以此来减少其对多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的伤害。
参考文献:
[1] 建筑抗震设计规范(GB50011-2001) [J].北京:中国建筑工业出版社，2011.
[2]刘其祥， 蔡益燕,朱知信,顾泰昌.多高层房屋钢结构梁往刚性连接节点的抗震设计[J].建筑结构，2011, (8).
[3]刘其祥.多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计建议[J].建筑结构，2013. (9).
论文作者:王永发
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：节点论文; 截面论文; 梁柱论文; 刚性论文; 腹板论文; 承载力论文; 盖板论文; 《防护工程》2019年第3期论文;