摘要：本文将对建筑工程钢结构梁柱连接节点设计进行分析，并以某工程项目为例，探究优化节点连接的方式，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。
关键词：建筑工程；钢结构；梁柱；连接节点
前言
进入新时代后，随着社会经济的发展，建筑行业迎来了发展的高峰期，这也使得人们对其施工质量提出了更高要求，特别是钢结构梁柱节点连接质量。因此，必须了解建筑工程钢结构梁柱连接节点的设计，并结合工程项目实际情况，优化节点连接，提高建筑工程质量与安全性，从而促进建筑行业更好发展。
一、建筑工程钢结构梁柱连接节点设计
（一）节点设计原则
首先，强柱弱梁。强柱弱梁指的就是使框架结构的塑性铰在梁端出现的设计要求，使得框架结构在强烈地震作用下产生较大的内力重分布，从而增强结构的耗能能力和极限层间位移，提高抗震性能，可以防止建筑工程在强烈地震作用下出现倒塌问题[1]。强柱弱梁不但是一种手段，其也是一种目的，其手段的表现就是人们在具体设计过程中，会通过人为方式放大柱端弯矩设计值，而不放大梁；其目的的表现则是经过适当调整后，增强柱的抗弯能力，而梁不变，从而在共同受力情况下，梁会比柱先屈服，梁端先出现塑性铰。
其次，强节点弱构件。对建筑工程整体结构而言，若梁柱连接节点失效，那么和其相连的柱、梁等都会失效，因此，必须保证节点的承载能力比连接构件的承载能力高，防止节点比构件先被破坏，只有这样，才能为建筑工程钢结构安全提供有力保障。同时，还应该将连接节点强度控制在合理范围内，这样，一旦发生地震，节点连接板件可以在一定程度上发生屈服变形，有利于建筑工程钢结构延性的提升。
最后，强焊缝弱钢材。因为焊接存在较大不准确性，在延性方面，一般构件焊缝都会比被连接构件低。因此，要想促进构件和钢结构整体安全性与延性的提升，在对构件连接进行设计时，就应该保证焊缝承载能力比超过被连接构件承载能力，这样，在屈服现象出现时，屈服截面就会出现在钢板中而不是焊缝中。
（二）节点连接方式
通常情况下，梁柱刚性连接主要有三种方式，即全栓连接、全焊连接以及栓焊混合连接。首先，全栓连接：梁柱节点螺栓连接通常使用的都是高强度螺栓摩擦型连接。高强螺栓在受力特征层面，其可以分成高强度摩擦型连接与承压型连接两种。如图1所示。在实际传力过程中，采取摩擦型连接方式的节点主要是依靠摩擦力来完成传力，若摩擦力被克服，那么被连接构件就会出现滑移现象，这也就意味着节点被破坏了。
图 1 高强度螺栓连接
其次，全焊连接。这种连接方式使用的主要是电弧焊，梁柱全焊连接指的是：梁的腹板与柱采用角焊缝进行连接，梁上下翼缘与柱采用全熔透坡口对接焊缝进行连接。在具体焊接过程中，因为被连接构件会出现局部受热或者是焊接后冷却不均匀等情况，极易出现焊接应力残留或者是焊接变形等问题，若焊接残余应力较高，那么就会达到钢材的屈服点，会给构件疲劳强度及稳定程度带来不良影响。通过实验分析可知，全焊连接方式的塑性变形能力与滞回性较好。在良好焊接结构与焊缝质量的保证下，节点域变形能力可以对地震能量进行有效耗散。节点耗能能力还会受到节点板厚度的影响，因此，还应该对节点板厚度进行合理设计。
最后，栓焊混合连接。这一连接方式指的就是由焊缝和螺栓混合成的一种连接，在具体连接过程中，梁上下翼缘和柱间使用的是坡口连接，而梁腹板和柱间的连接则采取高强螺栓。通过这一方式，不但可以为节点刚性连接提供保障，还能够保证节点承载力不会大幅度下降。
二、建筑工程钢结构梁柱连接节点设计的优化
（一）工程概况
该工程主要有三个区，其中，A区是辅楼，共6层；B区为主楼，共23层；C区是A、B两区的连接体，局部设计是3层。C区连接体钢结构的作用就是连接A区的钢骨梁、钢骨柱、中庭屋顶钢梁、C区幕墙钢架、钢梁以及钢柱等。A区钢柱在地下共设置了40根，钢骨截面主要有H型、十字型以及米字型等。A区钢梁设计对象是建筑外圈所在楼层的梁和内圈屈曲约束支撑中的梁，梁截面型式是H型，大部分长度是8.4米，还有一些长度是6米、9.6米。其中，G1梁的材质应该是Q345B钢，分布标高是负2楼到4楼；G2梁的材质为Q345B钢，分布标高是5楼和六楼；而G3梁的材质则是Q345B钢，分布标高为5楼到楼顶。
（二）具体优化
1、优化端板侧面焊接加固技术
该建筑项目梁柱主要运用的是焊接H型钢，标准梁截面的尺寸是300×200×8×12，柱截面的尺寸则是300×250×8×12，而柱上下翼缘处在端板外伸边缘100毫米范围中，并实施了局部加厚操作，使其与端板厚度相同，即都是20毫米。连接用螺栓采用的是10.9级的M20高强度摩擦型螺栓，其他零件则运用了Q345B钢。依照相关规定，焊角尺寸依次是11毫米、9毫米、7毫米。同时，应该保证端板详细尺寸与相关要求相符，例如，应该把端板加劲肋设计成等边三角形，并保证直角边长为100毫米。设计厚度则超过10毫米。
2、优化梁翼缘盖板加固技术
若盖板厚度过小或没有达到标准要求，那么就无法达到理想施工效果。同时，若盖板厚度过大，那么在实际焊接过程中，极易导致焊接预应力的出现，会给建筑工程钢结构带来严重影响。在这一工程项目中，梁的规格是400×150×8×12，柱的规格则是450×250×12×16，是典型的H型钢。依照上述参数，工程中运用的螺栓是10.9级的M20高强度摩擦型螺栓，其余则是Q345B钢，其中盖板长度是300毫米，设计厚度依次是14毫米、12毫米、10毫米。负载状态中的节点焊接加固操作必须与应力比限值要求相符，但由于限值要求并没有统一标准，在具体加固过程中，若应力过大，那么就会使加固质量降低，无法为后续施工安全提供保障；若应力过小，则会导致实际使用截面变窄，但在一定程度上会提高施工的安全性。在焊接加固施工中，还可以对盖板尺寸或者是焊角尺寸进行增加，这样也可以适当提高其承载力。另外，在具体连接设计中，必须对盖板厚度进行合理设计，以此来提高最终连接质量的提高[2]。
结论
综上所述，合理设计建筑工程钢结构梁柱连接节点已经成为了一项重要工作。因此，必须了解强柱弱梁、强节点弱构件以及强焊缝弱钢材等连接原则，掌握全栓连接、全焊连接以及栓焊混合连接等节点连接方式，并结合建筑工程实际情况，对节点连接设计进行优化，从而为建筑工程质量与安全性提供有力保障。
参考文献
[1]麻志刚.美国CLARIANT化工厂钢结构斜支撑与梁(柱)螺栓连接非抗震节点设计[J].建筑结构,2018,48(04):56-60.
[2]王诺思.钢结构梁柱半刚性节点设计现状及趋势浅谈[J].四川建材,2015,41(02):38-39.
论文作者:黄先浪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
标签：节点论文; 梁柱论文; 钢结构论文; 构件论文; 建筑工程论文; 螺栓论文; 盖板论文; 《防护工程》2018年第35期论文;