2011年10月11日15:00先闻公司117次阅读共有评论0条钢结构梁柱连接节点，按其构造形式及其力学特征，可以分为铰接连接节点、刚性连接节点、半刚性连接节点。从连接形式和连接方法来看，主要是采用焊接连接和高强度螺栓。本文主要介绍常见的H型钢梁与柱的刚性连接节点设计及验算方法。连接节点的验算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）、《钢结构设计规范》中的相关条文及规定。节点设计过程中，应尽量采用与母材强度等级相同的钢板做为连接板。当采用焊接连接时，应采用与母材强度相适应的焊条或焊丝和焊剂。当采用高强度螺栓连接时，在同一个连接节点中，应采用同一直径和同一性能等级的高强度螺栓。当构件内力较大、板件较厚时，在连接节点设计中应注意连接节点的合理构造，避免采用易于产生过大约束应力和层状撕裂的连接形式和连接方法，使结构具有良好的延性，而且便于加工制造和安装。连接节点设计有非抗震设计和抗震设计之分，即按结构处于弹性受力状态设计和考虑结构进入弹塑性阶段设计。当按抗震设计时，须按设计手册及抗震规范相关要求进行节点连接的承载力验算。刚性连接设计梁端与柱的刚性连接，通常多采用柱为贯通型的连接形式。梁与柱的刚性连接形式归纳起来，可分为三大类：（1）梁端与柱的连接全部采用焊缝连接。（2）梁翼缘与柱的连接采用焊缝连接，梁腹板与柱连接板的连接采用高强度螺栓摩擦型连接。（3）梁端与柱的连接采用普通T形连接件的高强度螺栓连接。其中最常用的以（1）、（2）为主，其中（2）为直接刚接连接的最主要连接形式，其梁腹板的高强度摩擦型连接一般又分为单剪、双剪两种。在梁与柱的刚性连接中，当从柱悬伸短梁时，悬伸短梁与柱的连接应按梁与柱的连接进行设计（多为全焊缝连接），而悬伸短梁与中间区段梁的连接，则应按梁与梁的拼接连接进行设计（多为栓焊刚接）。软件主要针对腹板高强度螺栓（单剪、双剪）连接和腹板双面角焊缝焊接、翼缘坡口熔透对接焊缝焊接这三种情况进行常规的H形钢梁刚接节点设计及验算，即下文图中的第一种、第二种情形。常用刚接节点连接形式如下：栓焊刚接（单剪、双剪）全焊刚接（多用于悬伸短梁）全螺栓刚接（用于禁止施焊部位）设计梁与柱的刚性连接节点时，应满足以下要求：（1）梁翼缘和腹板与柱的连接，在梁端弯矩和剪力共同作用下，应具有足够的承载力。（2）梁翼缘的内力以集中力作用于柱的部分，不能产生局部破坏；因此应根据情况设置水平加劲肋（对H形截面柱）或水平加劲隔板（对箱形或圆管形截面柱）。当不设置水平加劲肋时，需对柱腹板厚度及梁受拉翼缘处的柱翼缘板厚度进行验算，验算通过即可不设置。详细计算过程可参见《钢结构设计规范》第7章内容。软件计算过程不包含此处的验算。（3）连接节点板域，即由节点处柱翼缘和水平加劲肋或水平加劲隔板所包围的板的部分，在节点弯矩作用和剪力共同作用下，应具有足够的承载力和变形能力。此处计算内容包含板域的抗剪强度验算、柱腹板厚度构造要求等，当计算满足时可不进行节点板域补强，当计算不满足时需对柱腹板补强，补强的相关构造措施详见《钢结构设计规范》第7章内容。当用户节点设计时，采用直接设置水平加劲肋，横向水平加劲肋的相关构造要求需按《钢结构设计规范》第7章相关条款要求。软件计算过程不包含此处的验算。（4）抗震设计的结构或按塑性设计的结构，采用焊缝或高强度螺栓连接的梁柱连接节点，应保证梁或柱的端部在形成塑性铰时具有充分的转动能力。梁与柱的刚性连接，其设计计算方法有：（1）常用设计法。（2）精确计算法。常用设计法在梁与柱（强轴）刚性连接的常用设计法中，考虑梁端内力向柱传递时，原则上梁端弯矩全部由梁翼缘承担，梁端剪力全部由梁腹板承担；同时梁腹板与柱的连接，除对梁端剪力进行计算外，尚应以腹板净截面面积的抗剪承载力设计值的1/2或梁的左右两端作用弯矩的和除以梁净跨长度所得到的剪力来确定。通常情况下，梁翼缘与柱的连接多采用设有引弧板的完全焊透的坡口对接焊缝连接，梁腹板与柱的连接可采用双面角焊缝连接，或高强度螺栓摩擦型连接，其连接可按以下要求确定。（1）梁翼缘与柱相连的完全焊透的坡口对接焊缝的强度，当采用引弧板施焊时：参数说明：为梁端的弯矩；为梁的计算高度，即梁上翼缘板中心线至下翼缘板中心线间的距离；为所计算的梁翼缘板的宽度；为所计算的梁翼缘板的厚度；为对接焊缝的抗拉强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度、焊缝等级不同而取不同数值；为对接焊缝的抗压强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值。由上述计算公式可知，在常用设计法下，梁端弯矩以力偶形式（公式是以弯矩与计算高度比值计算）作用于上下翼缘，对上下翼缘对接焊缝一条为压力作用，另一条为拉力作用，所以式中需采用对接焊缝抗拉和抗压强度设计值来对应受力