浅谈高层钢结构梁柱节点形式

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1、浅谈高层钢结构梁柱节点形式摘要：连接节点的设计是钢结构设计屮重要的内容之一节点设计应符合抗震设计准则即“强节点弱构件”、“强焊缝弱钢材”在结构分析前必须对节点的形式有充分思考与确定，避免岀现最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式完全不一致。连接节点按传力特性不同节点分刚接、较接和半刚接连接，节点的不同対结构产生很大的影响。关键词：钢结构，节点设计，连接方法中图分类号：TU291文献标示码：A一、引言钢结构与其他材料相比，具有强度高、自重轻、塑性和韧性好、装配化程度高、施工方便、周期短、施工不受季节限制、承受动荷载的性能较好、移动灵活、密闭性好、建筑垃圾少、

2、坏境污染小、气候干燥时钢结构养护丁作量少等优点。这些优点使纲结构不仅适用于大城市常见的生产用厂房、仓库及辅助设施等工业建筑，商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等商业建筑，私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等社区建筑以及综合建筑等方面。也可适用于屮小城市的厂房、屮小刑的体育建筑、通信建筑、管道建筑，因而应用前景很好。正是因为如此,在经济发达国家的应用比较普遍，不仅大跨度桥梁和建筑、高层建筑等基本上都采用钢结构或钢一混组合结构，中小跨度桥梁和普通建筑也有许多采用钢结构，甚至民用住宅也采用装配式的钢结构。二、设计原则在高层钢结构的设计中节点的

3、合理设计是保证结构安全的重要一环，虽然钢材是强度高、延性好的匀质材料，但钢结构构件易于发生屈曲、失稳和脆性破坏，而构件的失稳和脆性破坏乂儿乎发生在梁柱连接节点区。我国高层建筑钢结构发展的主要问题在于国产化问题、综合经济问题和结构设计问题，而设计问题己严重制约了高层钢结构的发展，不合理的节点设计不仅会造成节点的脆性破坏，而且钢材用量大，人为造成钢结构的造价偏高。在历次地震灾害中，70%以上的钢结构破坏都发生在节点连接，国内的儿幢高层钢结构出现的严重质量问题也是连接不当所致。钢结构的变形性能主要取决于节点的连接、设计施T与制作各个环节。节点设计应遵循原则：1•节

4、点受力明确，减少应力集中，避免材料三向受拉；2•节点连接设计应采用强连接弱构件的原则,不致因连接较弱而，使结构破坏;3•节点连接应按地震组合内力进行弹性设计，并对连接的极限承载力进行验算；4•构件的连接一搬应采用与构件等强度或比等强度更高的设计原则；5•简化节点构造以便于加工及安装时容易就位和调整。节点设计抗震设计准则：1•强节点、弱构件，对于框架、支撑等杆件，使节点的承载能力高于构件的承载能力，防止节点的破坏先于构件的破坏，是确保构件整体性的必要条件。但节点又不可过强，应允许地震时梁-柱节点区域的板件能产生一定量的剪切变形，以提高整个框架的延性。2•强焊缝

5、、弱钢材,构件焊缝的延性，一般均低于被连接板件的钢材延性，“强焊缝、弱钢材”,即要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力，可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板之中，从而提高构件以至整个结构的延性。三、节点分类钢结构框架梁柱节点的连接按莫受力性能可以分为：刚性连接、较支连接和介于两者之间的半刚性连接。刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，能使所连接的构件之间夹角在达到承载能力之前不发生变化的接头，其连接强度应不低于被连接构件的屈服强度。梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。钢框架结构的梁柱连接多按刚性连接设计，主梁与柱的连接具有足够刚度，H前抗侧力框架和

6、梁柱的抗弯连接，均采用刚性方案。梁柱刚性连接的主要构造形式有以下三种：（1）全焊节点，即梁的上下翼缘用全熔透坡口对接焊缝，腹板用如焊缝与柱翼缘连接；（2）全栓接节点,梁的翼缘和腹板通过T形连接件使用高强度螺栓与柱翼缘连接；（3）栓焊混合节点，即梁的上下翼缘通过全熔透坡口对接焊缝与柱翼缘，梁腹板使用高强度螺栓与预先焊在柱翼缘上的剪切板相连接。全焊节点适用于工厂连接，不适用工地连接，而全栓接节点的费用较高，因而栓焊混合节点在多高层建筑钢结构中成为典型的梁柱刚性节点形式。饺支连接这种构造假定结构承受重力荷载时，主梁和柱Z间只传递垂直剪力，不传递弯，这种连接可以不受

7、约束的转动。目前，工程中很少采用这种方案，主要是结构的安全性很难保证。半刚性连接这种连接假定梁柱之问可以传递垂直剪力，也能传递部分弯矩。在实际工程屮的各种连接形式来看，理想的刚性连接和饺接很难达到，所以钢结构节点的连接除了大部分采用刚性连接外，也有相当一部分也采用半刚性连接。三种梁柱连接之间的主要区别在于能否保持被连接构件间的连续性，梁端或柱端在强震作用下能否出现塑性区，能否耗散地震输入的能量一即“强节点弱构件”。传统的钢框架分析和设计都假定梁与柱的连接是完全刚性或者理想较接的。事实上现在实际使用的全部连接均处在全刚性和理想较接之间，即半刚性连接。近年来，螺

8、栓连接除了螺栓端板连接外，螺栓介钢连接，T型件连接也