建筑鋼結構節點分類及設計要點

王園升

（遼寧省沈陽市 110000）

1 建筑鋼結構節點分類

1.1 剛性連接

當被連接件為懸臂梁或其轉動剛度要求較高，此連接節點必須采用剛性連接。在剛性連接中，常用設計方法是彎矩由翼緣來承擔，剪力由腹板承擔，對于精確計算方法是以梁翼緣和腹板各自的截面慣性矩分配彎矩，腹板承擔所有剪力。一般情況下腹板采用雙角鋼或端板連接，上下翼緣通過連接板與另一方向梁上下翼緣用螺栓連接。當在上翼緣鋪蓋鋼格柵時，需對上翼緣采用帶墊板的現場坡口焊進行連接。對于較小載荷的梁與柱剛性連接，可采用端板連接，輕型門式剛架中的連接節點常用端板連接，在此類連接中，梁上下翼緣及腹板均與端板焊接，用螺栓將端板與柱翼緣或腹板連接，但端板必須有足夠剛度以抵抗梁塑性鉸位置產生的彎矩，當端板足夠厚時，可視為剛性連接，當厚度不足時，可視為是半剛性連接。焊縫根據外載荷的大小或梁翼緣板的厚度選擇角焊縫或全熔透坡口焊。當荷載較小時，梁與梁剛接可采用雙角鋼與梁腹板連接，翼緣板用拼接板連接。

1.2 鉸接連接

通常使用雙角鋼，端板，單剪板，雙剪板作為連接件，此情況下一般在加工廠將雙角鋼分別焊接在次梁腹板兩側，現場用螺栓把雙角鋼和主梁腹板相連。此時，僅焊縫群受偏心荷載作用，由于焊縫采用三面圍焊，其承載力較大，因此當外荷載較大時，雙角鋼連接較為合理。當荷載較小時，端板連接簡單可行，端板與梁端頭或柱翼緣外皮工廠焊，現場用螺栓連接，端板達到一定剛度，可同時承受剪力和軸力。單剪板連接對于輕型次梁（槽鋼）而言十分簡便，單剪板與主梁一般采用螺栓連接或三面圍焊，單剪板與次梁用螺栓連接，螺栓承受偏心荷載影響較大。當外荷載較大而螺栓單剪又不足以抵抗外荷載時，采用雙剪板連接方式即可。單、雙剪板連接適用于在主梁上無法緊固螺栓的場合。

2 建筑鋼結構節點設計要點

2.1 梁與柱連接節點的設計

（1）對梁與柱節點連接設計中承受力的要求。鋼結構的框架中的柱屬于貫通型的，考慮到抗震的設計，要求框架與支撐的梁柱采用剛連。一般分為梁柱直連或是梁與懸臂拼連，后者要求構件制作很精準。由翼緣帶來的受彎承受力，應該大于梁的塑性受彎力的1.2倍；由腹板帶來的受剪承受力，應高于梁端剪切力的1.3倍。

（2）對梁與柱連接節點中的抗震設計。連接節點的抗震設計具有一定的要求，包括全熔透的焊縫技術，加強柱與梁翼緣連接處的加勁肋的設置，還有對腹板角處的扇形切角的設置等。其中如果梁的全截面塑性模量高于翼緣的70%的時候，其腹板與柱的連接就要大于兩列，最低也不能低于1.5倍。

2.2 次梁與主梁連接節點的設計

次梁與主梁的連接有兩種做法：①將節點設計為鉸結；②設計為剛結。鉸結構造簡單，制作安裝方便，在實際工程中一般采用鉸接。剛結可使次梁成為連續梁，從而節約鋼材，并且減少次梁的撓度。次梁與主梁的連接宜采用鉸接連接，按次梁的剪力設計，并考慮連接偏心產生的附加彎矩，可不考慮主梁受扭。抗震設防時，為防止框架橫梁的側向屈曲，框架橫梁下翼緣在節點塑生區段應設置側向支撐構件。由于梁上翼緣和樓板連在一起，所以只需在互相垂直的主梁下翼緣設置側向隔撐，此時隔撐可起到支撐兩根橫梁的作用。

2.3 柱腳的設計

（1）埋入式柱腳。埋入式柱腳是將鋼柱按要求固定在鋼筋混凝土基礎或基礎梁中，然后澆灌混凝土，形成剛性固定基礎。設計時假定：柱的軸心壓力由埋在混凝土中的柱腳底板直接傳給鋼筋混凝土基礎或基礎梁；彎矩由焊在翼緣上的栓釘傳給鋼筋混凝土基礎或基礎梁或者由柱翼緣傳給混凝土；柱腳水平剪力由埋入混凝土的鋼柱的翼緣與基礎或基礎梁的混凝土的承壓力來傳遞；不考慮埋入的柱腳與混凝土的摩擦力和粘結力。

（2）外包式柱腳。外包式柱腳是將柱腳用鋼筋混凝土包起來，其中鋼筋混凝土包腳高度、截而尺寸和箍筋配置對柱腳的內力傳遞和恢復力特性有重要作用。H型鋼柱的包腳高度可取為柱截而高度的2.2～2.7倍。其內力的傳遞一般采用以下假定：軸力壓力由鋼柱柱腳底板直接傳給鋼筋混凝土基礎或墓礎梁；彎矩由鋼柱翼緣抗剪栓釘先傳給鋼筋混凝土，再傳給基礎或基礎梁；水平剪力可山底板和混凝土之間的摩擦抵消一部分，再由包腳混凝土和水平箍筋同共承擔。

（3）露出式柱腳。露出式柱腳是鋼柱的軸力、剪力和彎矩由柱腳底板和錨栓傳遞給基礎，在底層鋼柱形成塑性鉸之前，不允許底板和錨栓發生屈曲或屈服，不允許基礎被壓壞。其特點是構造簡單，但不易獲得可靠剛性，需設置加勁肋和錨栓支撐托板。

3 結語

近幾年。我國的高層建筑在不斷的增加。對鋼結構的質量要求也在逐漸提高。因此節點的設計應用也十分重要。隨著鋼結構的不斷發展，我們會更好的把握連接節點的剛度、承載力以及強度，會在設計水平和設計能力上取得更好的成績。

參考文獻

[1]許紹輝.建筑鋼結構節點設計探討[J].建材與裝飾，2016（22）.