袁小龙
海南元正建筑设计咨询有限责任公司 海南海口 570228
摘要：梁柱连接点的设计是钢结构的整个设计工作中重要环节。因此在设计的过程中要根据建筑结构的整体布局采用不同形式的节点连接，使节点设计既能满足承载能力的条件又构造简单、便于施工。因此，在钢结构梁与柱连接点设计时一定要采取合理的设计方法。
关键词：钢框架结构；梁柱节点；连接设计
前言
钢框架结构在重量、韧性、安装周期、规模化生产、操作简易便捷等方面都优于钢筋混凝土框架结构框架，而且使用寿命也要长出许多，并且由于钢结构的坚固性与构件连接的多种选择性使得整座建筑的抗震性能与美观性方面都得到了加强。正是由于上述的这些优点，钢框架结构在近年来得到了长足的发展。梁柱节点是钢结构框设计之中的一个留给设计人员的最难抉择的关键点，几乎每一位设计师在处理这个关键部位时都会深思熟虑一番，因为梁柱节点是钢框架结构工程设计成败的关键所在。
1.梁柱点连接的常用类型
1.1 普通螺栓连接
普通螺栓分为A、B、C三个等级，其中A、B级属于精制螺栓，这种螺栓在钢结构梁柱点设计中已经很少使用，而C级螺栓可设计用于不直接承受荷载情况下的次要连接或临时固定和可拆卸结构的连接。
1.2 高强度螺栓连接
在钢框架结构梁柱点设计中可以通用扭剪型高强度螺栓连接副和大六角头高强度螺栓连接副，这两种高强度螺栓的性能都比较可靠。根据受力特性的不同抗剪连接可分为摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接。其中摩擦型高强度螺栓连接可设计用于重要结构和承受动力荷载的结构和可能出现反向内力软件的连接处，它是通过连接板层间的抗滑力来传递剪力，按板层间出现滑动作为其承载能力的极限状态。而承压型高强度螺栓以连接板层间出现的滑动作为正常使用的极限状态，可设计于允许产生少量滑移的静荷载结构或间接承受动力荷载的构件。
1.3 全焊型连接
通过对全焊型梁柱连接的优点及施工时注意事项试验结果的分析了解可知道，全焊型梁柱连接的滞回性能好于栓焊型混合连接，具有较好的塑性变形能力。在全焊型梁柱连接中，设计时应注意选择合适厚度的节点板。节点板太强，不仅浪费材料，也不能充分利用节点域的变形能力耗散地震能量；相反节点板太弱的梁柱连接虽然能发展相当大的塑性变形，但由于梁翼缘难以形成塑性，也限制了节点的耗能能力。同时，节点域的塑性转动过大会增加框架的水平位移，对框架的整体受力不利。在这种连接中，梁上、下盖板边缘加工后与柱采用对接焊缝连接，盖板与梁的连接采用角焊缝，梁腹板与柱连接通过钢板或角钢而连在一起，钢板或角钢与梁腹板采用角焊缝连接，钢板或角钢与柱采用对接焊缝连接。在施工时应保证对接焊缝的质量，对接焊缝必须焊透，梁上、下翼缘、盖板与柱对接焊缝的质量对梁柱刚性连接的滞回性能有很大的影响。特别是焊缝与柱翼缘的连接面应注意除油除漆，合理安排施工顺序。
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2.梁柱节点的新式设计方法
在对钢结构梁柱点设计时，除了上述比较常见的几种连接方法，还要相应的选择新形式的节点连接来提高整体工程的质量。其中狗骨式节点、槽型节点在钢框架结构梁柱节点的设计中比较普遍的新式节点。
2.1狗骨式节点
狗骨式节点的最大的特点就是在梁的翼缘靠近节点处进行了截面削弱，这弱梁的削弱部分的截面能够改变塑性变形出现的位置，迫使在极限荷载作用下塑性变形偏离脆弱的节点连接处，而是首先出现在梁上，因为经过截面削弱的梁具有很大延性，这样就通过对梁的削弱来保护梁柱节点。而且这种削弱对梁造成的结构刚度和强度的影响非常小，在正常结构设计荷载作用下，梁的强度和刚度都能完全满足要求。
2.2槽型节点
槽型节点构造是美国的SSDA申请专利的节点形式，它的主要特点是可使塑性变形的位置从梁翼缘焊缝处移至距剪切连接板端部约一半梁高的位置从而保护了节点的梁翼缘焊缝。而且减小了节点焊缝处的应力集中，大大改善了节点焊缝的受力状态。同时梁腹板上槽的存在可使节点由原来的梁翼缘焊缝的破坏转变为梁翼缘板的局部屈曲破坏。
3.钢结构框梁柱节点连接方式及注意方面
3.1钢结构框梁柱节点连接方式
3.1.1刚性连接
这种连接方式可以获得最高的强度与刚度；
3.1.2 铰接连接
这种连接方式可以获得最大的柔性；
3.1.3 半刚性连接
这种连接方式所获得的刚性与柔性均介于上述两者之间。国内外的许多建筑工程专家们仍然在继续着对梁柱节点连接设计的研究与探索，相信在不远的将来更好的连接方法，更快速的施工方式都将随着新的创意、新的材料的出现而出现。在我国目前的建筑设计来看，无论是工业建、构筑物还是商业建筑物，抑或是民用建筑都越来越多的开始倾向于采用钢结构的半刚性连接，具体选择何种结构这是由其综合评估方面的考量所决定的。在实际施工过程中，采用半刚性接的方式可以大大加快施工进程，并且在施工过程中还省去了焊接的操作，铰接的连接方式也提高了构件标准化的进程。
3.2钢结构框梁柱节点连接注意方面
3.2.1 连接的设计应与内力分析的假定相一致。在结构分析前，就应该对连接节点的形式进行充分的思考和分析，以保证最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式完全一致。
3.2.2节点构造不应太复杂。节点设计要尽可能使工人能方便的进行现场定位和安装。此外，节点设计还应考虑加工厂的工艺水平。
3.3.3节点设计尽可能避免偏心连接，不能完全避免时应考虑偏心连接对结构的影响。
3.3.4传力要直接、连续。各构件之间受力要明确，尽可能避免应力集中。
3.3.5注意破坏顺序控制。设计时应加强主要构件的连接节点，避免在结构重要受力构件还处于弹性变形阶段时，由于节点破坏而导致整个结构的倒塌。
4.提高钢框架梁柱节点设计措施
4.1通过加腋节点的方法对梁上出现塑性变形的位置进行局部削弱。加腋节点是在节点部位梁的下面加上三角形的梁腋，其目的在于能过加腋增加节点处截面的有效高度，从而迫使塑性变形在梁腋区域外形成从而冲洗梁下翼缘处对接焊缝的应力。梁腋可由H型钢或工字型钢切割而成，梁腋的腹板、翼缘分别能过角焊缝、对接焊缝与梁柱焊接。连接的设计应与内力分析的假定相一致。在结构分析之前，就应该对连接节点的形式进行充分的思考和分析，以保证最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式完全一致。
4.2要重视对薄弱环节的保护。在梁柱可能出现塑性铰的区段，应该限制板件宽厚比，防止局部屈曲，保证耗能作用的发挥，同时设置侧向支承点，保证梁上塑性铰转动过程中，不出现梁的整体失稳。要重视构造的细节问题。工程操作时要使节点具有足够的延性和韧性；节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。
4.3地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。根据钢框架强柱弱梁的抗震设计原则，按照有效控制梁上塑性铰位置的思路，采用在梁腹板进行开孔削弱的节点形式促成塑性铰的形成。
4.结语
总言而之，梁柱节点的连接设计方法对于建筑物的安全起着十分重要的关键性作用，梁柱结点既是梁与梁交叉的受力结点也是梁与柱连接的受力结点，在设计当中，必须要按照设计的依据、技术数据、荷载、选择材料的具体要求、结构的布置、设计要求、选择构件截面以及节点构造等方面都要了解详细，以便编制施工的详图，使得施工环节能高效进行。
参考文献：
[1]严佩祥.浅谈钢框架结构节点设计[J].科技与生活，2012.（8）.
[2]朱书田 抗震框架结构梁柱节点施工应注意的问题[J].建筑结构，2012.（9）.
论文作者:袁小龙
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/9
标签：梁柱论文; 节点论文; 塑性论文; 结构论文; 钢结构论文; 荷载论文; 腹板论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;