摘要：文章主要对钢框架梁柱端板连接节点的抗震设计方法进行探究。具体是在对节点传力机理概述的基础上，对加盖板节点加强方法、梁柱局部削弱方法以及弧板与垫板处理方法进行探究。希望上述抗震设计方法的科学应用，在降低钢框架梁柱端板焊接缺陷问题方面体现出巨大应用价值。
关键词：钢框架；梁柱端板；连接节点；抗震设计方法
钢框架梁柱端板连接节点的抗震性能是钢结构设计全程的关键内容。在多高层钢框架内常用的梁柱节点连接形式为梁翼缘和柱焊接、梁腹板和柱用高强螺栓连接的栓焊混合节点。北岭地震与日本阪神地震使人类赋予钢框架结构节点抗震设计工作高度的重视。基于此，本文做出相关论述内容。
1.节点传力原理
端板连接大体上是由螺栓、端板、加劲肋等结构构成，梁柱截面通常为热轧或焊接型钢。梁和端板两者通常对坡口位置施以对接焊缝措施。对于地震高发区内的端板连接，端板多应用两端外伸式，其宗旨在于承受循环荷载[1]。节点传送的荷载多数为梁端弯矩、剪力和轴力，其中轴力可以忽略不计，弯矩与剪力大体上是借助端板、螺栓以及端板与柱翼缘间的衔接面传递至柱。基于梁端主应力矢量逐渐传导至梁翼边界这一实况，所以可以将弯矩简化成一对分别施加在梁上下翼缘的力偶，拉区荷载由翼缘两端螺栓共同承载，压区由翼缘处衔接面传导；剪力起初是由梁腹板传送至端板，继而以端板衔接面为媒介传送至柱翼缘。加劲肋一旦被安设在柱腹板上时，上下加劲肋会把梁端力偶分别传送给柱腹板，最终使节点域柱腹板的主应力矢量大体呈45°方向，等同于腹板为纯剪状态。
2.梁柱节点的抗震设计
2.1加盖板——节点加强
加盖板节点实质上就是在节点部位梁的上下翼缘外侧焊接的楔形钢板，在施工尝试通常应用坡口全熔透法对接焊缝与角焊缝分别与柱翼缘以及梁翼缘衔接，从而使焊缝截面规格大于单一翼缘截面规格的120%，盖板长度最好设定为0.3 hb并且大于1 70mm（hb为梁截面高度）。盖板安设上以后，柱表面区应力集中程度有所减轻，这样较大应力与非弹性应变力被迫背离焊缝、切割孔，此时三方向拉应力状态向梁柱中部靠拢。
加盖板节点为分析钢框架梁柱端板连接节点抗震特性以后首次提出的一类整改规划，在一段时期内其也是被广泛应用的，其规划思想就是强化节点强度。这种节点在实验室进行的大规格试件分析中，与他类节点相比较拓展性优良，但是在特殊情况下，脆性破坏现象是存在的。该种连接节点设计的难点为盖板和梁翼缘焊接与结果检测环节，尤其在应用厚度大的盖板之时，坡口焊接面积就会较大，那么焊缝收缩、复原等目标的达成就会存在较大的难度，与此同时，梁翼缘与盖板的衔接位置就会有更大的残余应力产出。
2.1狗骨式节点——节点削弱
狗骨式节点为最近几年探究最多的一类节点方式，当下国际上建筑工程对其应用处于较高层次上。该种节点方式的规划思想为使塑性铰被迫偏离脆性焊缝，存在梁柱上部。狗骨式节点借助削弱梁的方式达到维护节点的目标，即被削弱的梁扮演着“保险丝”的角色，其面对寻常节点塑性区域的小缺陷，对梁施以适度的削弱，从而使一定长度的梁同同时进入塑性，真正达到拓展性目标，钢材塑性特征充分发挥出来。
狗骨式节点为贴近节点位置梁上、下翼缘顺延梁竖向对称于腹板进行适度的切断削弱。圆弧削弱式为应用频率较高的一种方式，但是其缺陷在于对对梁翼缘削弱程度较大，这样梁截面刚度降低程度就大，致使削弱区域形成部分变形甚至出现侧向扭转现象，对节点承载力造成负面影响的同时，也使塑性铰极限转角出现相应的减缩，实质上就是形变能力与能源利用能力降低[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆逐渐削弱式抗震设计方法的应用，在处理上述问题上体现一定的实用价值，经由科学的规划程序，可以使一个规模较大的区域产出。逐渐削弱式的设计原理可以做出如下的概述：即参照地震弯矩梯度对节点周边钢梁上某一选定区段进行切割削弱。为了使削弱区段的弯曲程度体现出匀称性，对削弱程度施以深度措施是极为必要的，从而使被
削弱区段上截面抵抗弯矩地域该区域截面地震弯矩需要的10%~25%。
逐渐削弱式可以被视为圆弧削弱式的升级版本，其最大的优势体现在全面的分析了地震弯矩梯度的影响效果。圆弧削弱式对钢梁削弱相对较大，刚度减小较大，易产生部分屈曲与稳定性缺乏的问题。但是逐渐削弱式，经由规范性设计流程以后，梁翼缘的削弱使刚度的减缩程度在2.5%以内，但是节点的延性却能显著提高。
实验研究以及实践已经证实，狗骨式刚性连接节点刚度较大，在承担大型荷载环节上体现出一定优势，滞回性能与耗能性能均处于较为稳定的态势中，其能够从源头上处理过去刚性连接节点延展性低、脆性断裂现象极易形成等问题，当钢框架节点狗骨位置处于屈服状态时，承载力还存在提升的潜力[3]。结合长期的实践经验，发现钢框架大体上是在梁端狗骨位置上有屈服现象产生，梁柱焊接节点全程处于弹性时段，此时材料的塑性性能整体的发挥出来。狗骨式连接对节点的承载力影响效果较为微弱，但是在优化其延展性能与耗能性能方面体现出巨大应用价值，其与“强柱弱梁、节点更强”设计规则相吻合。
2.3垫板和引弧板的处理
在梁柱栓焊接节点安设工序结束之后，安装过程中应用的垫板经常被滞留在
结构上。垫板与柱翼缘板两者的缝隙好似一条“人工裂纹”，极易使应力汇集现象衍生出来，在地震中可导致梁翼缘焊缝的脆性断裂。最直接的处理方法为切除垫板，继而在梁翼缘板的背端再次焊接。但火焰切割垫板的应用极易使柱或梁翼缘板及其焊缝表面结构破损问题衍生处理，并且维修成本较大。所以在对工程设计过程中，宜采用角焊缝封闭衬板边缘方法，借此方法使梁端下翼缘焊缝处的应力集中系数减少约50%。上翼缘衬板影响程度不大，对其不施以处理措施。
采用电弧焊方法对焊接梁柱节点的梁翼缘缝隙焊接之时，施工规范规定在引弧板上进行引弧与收弧。若焊接工序结束以后，引弧板被滞留在节点上，那么引弧板上的引弧处与灭弧处会演变成梁翼缘焊缝上的高应力区和潜在的裂纹源[4]。为了降低地震中由梁翼缘焊缝处引发节点的脆性破坏程度，焊接梁翼缘缝隙以后，应卸除引弧板，同时对引弧和灭弧位置分别施以打磨圆滑措施。
3.提高框架梁柱节点抗震性能的措施
地震区的刚性连接节点设计要符合地震频发地段弹性状态的承载力标准与和地震罕见产生地段中弹塑性状态的承载力和形变标准。
参照钢框架强柱弱梁的抗震设计规则，依照有效控制梁上塑性铰方位的规划，应用在梁腹板进行开孔削弱的节点方式推动塑性铰产出进程。
结束语：
综合全文论述的内容，对优化钢框架梁柱端板连接节点的抗震的方法以及其应用要点有一定的认识，具体是以“强节点弱杆件”等抗震概念为指导思想，在对结构设计之时重视调整焊缝的受力状态，同时在连接节点制造与安装过程中，做好引弧板与垫板处理工作，消除各种应力集中源是极为必要的步骤。
参考文献
[1]赵宝成，王军良，于安林，顾强.内填Y形偏心钢支撑加固RC框架结构设计方法[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版），2015，06：799-803.
[2]张涛，范余辉，曹雨，朱芝馨.钢框架扩翼型节点的研究与应用[J].山东工业技术，2016，09：23+111.
[3]朱延章，潘志宏.半刚性连接钢框架基于极限状态的抗震设计[J].钢结构，2016，08：1-7.
[4]彭伟，李惠，李文宇，马栋.钢框架梁端抗震节点承载力对比分析[J].安徽建筑，2015，03：167+208.
论文作者:吴疆
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/27
标签：节点论文; 梁柱论文; 腹板论文; 框架论文; 盖板论文; 塑性论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;