多层钢框架结构梁柱节点的优化设计

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1、多层钢框架结构梁柱节点的优化设计　　摘要：近年来，随着钢框架结构建筑的不断出现，其中的问题也随之增多。我国目前已经在多个城市出现了建筑物的主梁断裂事故，究其原因，最重要的原因当然是钢柱、钢梁的质量问题，其次就是钢框架结构梁柱节点连接处的设计不合理，导致受力过分集中在梁柱连接点处，而没有按照正常的板传负荷力到梁，梁传负荷力到柱，柱传负荷力到基础。由此可见，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作用，梁柱结点不仅是梁与梁交叉的受力结点，而且还是梁与柱连接的受力结点，这个结点既是钢框架结构中的受力枢纽也是钢框架结构中的传力枢纽。本

2、文将结合多年来的实际工作经验，对钢框架结构梁柱节点连接设计进行相关的探讨，以供大家参考借鉴。　　关键词：多层钢框架结构；梁柱节点；优化设计　　引言：随着我国钢产量大幅度的增加，钢制结构的发展将更加广阔。横梁与立柱之间的节点是钢框架结构的关键部分，两者之间的连接质量对整个建筑物的承重能力会产生非常大的影响，尤其是在地震中，具有非常重要的作用。因此，改良和创新钢框架梁柱节点设计技术是保证我国现代化建设健康、长远发展的基础。　　1节点设计的具体原则　　1.1平面设计的原则主要就是，在采用钢框架结构设计时，一定要达到空间的合理划分，结构布置合理等

3、特点。而作为结构布置，必须保证结构每层抗侧力必须和同一水平作用下的合力达到或接近重合，这样就可以减少了结构受扭的作用。而抗侧力的构件必须要顺着平面的纵横进行布置，同时要达到均匀、分散以及对称，柱间的间距不可以太大，并且应用柱网应该在6米?9米左右。与此同时，该结构的布置一定要避免平面与竖向不规则的现象出现，同时，一定要把相关的实际的计算模型应用到结构的计算中，但也应该考虑到扭转的作用，如果它出现了很多不规则的结构时，就可以采用补充计算。　　1.2钢框架抗震的设计必须基于弱梁强柱、弱构件强节点以及弱钢材强焊接这三个强有力的原则下进行。那么对

4、于框架的构件和支撑杆，能够增加节点承载能力，与此同时也能够使得节点和构件免遭破坏。以确保构件的完整性。但是，对于框架与节点的要求，也不能太强，容许其在地震时，在一定范围内，梁柱节点域的板件能发生一定的形变，这样反而可以提高了框架的延展性。地震的时候构件的坍塌，主要原因就是在在处理弱梁强柱型的框架时，因为地震的作用对其造成损伤从而降低了承载重荷的能力。在正常的状况下，因为框架梁仅承担了楼层的负荷，而框架柱就要承担大部分楼层的重力载荷，所以，强大的支柱能够增加框架预防坍塌的能力。在焊接的延展性方面，构件一般都会低于连接钢材的延展性，然而弱钢材

5、强焊缝的主要原则就是，被连接件钢材板件的承载能力一定要低于焊缝承载力，这样就可以就可以避免构件屈服截面发生焊缝却位在钢板之中，同时也提高了构件的延性。　　2钢框架结构梁柱连接节点的基本特征　　按照钢框架结构梁柱连接节点的载荷传递形式，连接方法和具体细部结构，连接节点可以分为，刚性、半刚性和铰链连接三种连接方式。　　2.1钢框架结构梁柱铰接连接节点方式　　一般根据理论上来讲是根本不能承受弯矩的连接节点，通常构件的拼接连接是无法使用这种方式连接的。一般构件端部的连接才用铰接连接节点这种连接方式。如梁，柱脚，桁架的连接等等。然而，在实际工程应用

6、中，它对弯矩并不非全部无法承受，原因只是因为它的抗弯刚度低于构件的抗弯刚度。　　2.2钢框架结构梁柱刚性连接节点方式　　在确保构件的原始的力学性能的基础上，节点的连接处应该保证其原有的完整的连续性，从而使构件之间的连接夹角在达到承载能力之前不发生变化。然而要保证连接夹角在达到承载能力之前不发生变化，其连接强度应该不得低于被连接构件的屈服强度。　　2.3钢框架结构梁柱半刚性连接节点方式　　为了保证其承载力等于或大于构件的承载能力，可以采用半刚性连接节点的方式连接。可是因为连接的方法和细结构设计之间的关联性，使得连接节点的弹性刚度明显低于构件

7、的弹性刚度，根据相关的设计要求，这种节点形式一般都不会被采用的。　　3钢框架结构梁柱节点连接的主要形式　　3.1梁柱间角钢和盖板的连接方式。　　在根据梁腹板和竖直角钢的连接，从而传递剪力。柱子上面会焊接有，为了便于安装所使用支托，能够防止仰焊，然而梁翼缘一定要大于上部的水平板，小于下部的水平板。梁柱铰接节点连接形式见图1。　　图表1梁柱铰接点连接　　3.2宽翼缘T形钢的连接方式。　　它的优点是，能够增加柱的扭转刚度，但缺点是钢材消耗量过多。如图2所示　　3.3丁字形的连接方式。　　柱子上面将会焊接上安装所使用的支托，而横向的加劲肋就可以对

8、柱的腹板进行加强。它的好处就是具有非常大的刚性，同时还有一个大缺点就是施工难度大，而且不容易保证质量。如图3所示。　　图表3梁柱丁字形节点连接　　4钢框架结构梁柱节点的优化设计方法　　4.1节