钢框架结构梁柱节点联接设计方法分析
摘要：近年来，钢结构由于重量轻、韧性好、制造和生产简便等特点，得到了飞速的发展。

钢框架无论在公用建筑还是民用建筑上都受到广泛的应用。

在建筑设计中，梁与柱的联接点设计环节具有重要的地位。

从目前来看，钢框架结构梁柱节点联接设计方式有三种，分别是螺栓联接、栓焊混合联接和全焊型联接。

本文从钢铁结构入手，对这三种设计方法进行探讨和分析，旨在使钢框架结构梁柱节点联接设计技术得到提高和创新，从而更好的为建筑设计服务。

关键词：钢框架；梁柱节点；联接设计
中图分类号：tu391 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）04-0049-01
前言
钢铁在现代建筑中得到了广泛应用，特别是在20世纪后期，钢的产量大幅度的增加，钢的结构也相应的扩展了应用领域。

虽然，钢结构在我国因为一些条件受到限制，可能在应用上还有一定的发展空间。

但是，我国现在产钢量已位居世界首位，这必然会给钢制的结构带来更加广阔的的发展前景。

梁和柱之间的节点是钢框架结构中的关键部位，它们之间的联接性直接影响到整个建筑物的承重能力，特别是在抗震中占据非常重要的地位。

所以，钢框架结构梁柱节点联接设计技术得到提高和创新是确保现代建筑业长远发展
的基石。

1 螺栓联接
1.1 螺栓联接形式的种类及其各自的特点
从目前建筑梁柱联接点来看，螺栓联接形式主要分为普通螺栓和高强度螺栓。

（1）普通螺栓主要分为a、b、c三个等级，它们的材质主要是由低碳钢或q235钢构成的，形状上，直径有16mm、18mm、20mm、22mm和24mm。

c级螺栓主要用于两种情况：一种是应用于不直接承受动力负荷结构中的次要联接，另一种是用于安临时固定或者可拆卸结构的联接。

（2）高强度螺栓，它在我国有两种联接副：扭剪型高强度螺栓联接副和大六角头高强度螺栓联接副。

这两种在使用性能上差不多，在应用上可以互换。

通过抗剪联接，根据受力特性的不同，我们又可以把高强度螺栓分为：摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓。

摩擦型高强度螺栓一般出现在柱梁联接中的重要部分和承受动力负荷很大的结构，以及可能出现的反向内力部分的联接。

它的直径比我们一般见到的直径大1.5～2.0mm。

这种螺栓已经出现在各大建筑结构中，如桥梁结构、工业建筑和民用建筑的钢结构联接中。

另外，在建设工程中需要临时安装和组装时，只要不能用焊接联接的部分，就可采用摩擦型高强度螺栓代替。

承压型高强度螺栓，它的计算方法和构造要求与普通螺栓相同。

都是以联接板层之间出现的滑动作为正常使用（即在荷载标准值作
用下）的极限状态，配以联接的破坏（螺栓或构件破坏）作为其承载能力的极限状态。

高强度螺栓因其具有联接紧密、安全性好、联接稳固等特点被现代建筑业广泛使用。

1.2 螺栓联接形式的不足及改进
对于普通螺栓来说，a、b两级的材料跟高强度螺栓很相似，它们的成本差不多。

所以，在使用情况一样的的前提下，可以采用高强度的螺栓。

高强度螺栓不宜重复使用，特制是10.9s级的螺栓不能重复使用（螺栓的表示方法是采用强度分类级别，其性能等级中的第一个数字表示热处理后的抗拉强度，第二位数字表示屈强比）。

在摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓二者的选择中，由于承压型高强度螺栓的施工费用较高，所以，选择时可以优先选择摩擦型高强度螺栓。

2 栓焊混合联接的施工顺序及注意事项
栓焊混合联接主要是指摩擦型高强度螺栓与焊缝形成的混合联接。

它在梁柱联接时步骤较多，所以一定要注意先后顺序。

板件的厚度是选择联接顺序的前提条件，所以，施工人员应根据此条件选择焊接的方式，在实际建筑操作中一般采用先栓后焊的方式，此时可根据焊接时的具体情况，及时减少高强度螺栓焊接时的强度；当采用先焊后栓且板间又不夹紧的时侯，此时适合采用大直径螺栓。

这种联接还要注意以下几点：
（1）由于焊缝的破坏强度高于高强栓联接时的强度，它的比值
要控制在1～3之间。

（2）在静力负荷作用下，摩擦型高强度螺栓会和侧角焊缝共同作用在直接承受动荷载作用的联接中，所以，施工时一般采用先栓后焊的顺序，并且在设计中将温度作为影响高强度螺栓的预拉力的首要因素，并予以适当缩减，如乘以0.8、0.96的系数。

（3）能共同工作的混合联接，其总的承载力可以按不同的联接方式考虑承载力的总和。

（4）栓焊混合联接不能用于需要验算疲劳的联接中。

3 全焊型联接
3.1 全焊型联接的特点及适用范围
全焊型联接时，焊接结构的低温冷却问题比较突出，容易产生变形，对结构工作产生不利影响。

全焊型联接可广泛应用于工业与民用建筑钢结构中，但对于接头刚度大或者焊接困难的安装接头就不太适合此种联接方式。

3.2 全焊型联接的优点及注意事项
根据实地考察及施工经验，我们发现全此种焊接方式的梁柱联接的滞回性能好于栓焊型混合联接，具有很好的可塑能力。

但在施工过程中，我们要注意选择合适厚度的节点板。

节点板太强，建筑材料就会浪费掉，抗震能力也会随之减弱；节点域的联接中应注意梁上、下盖板边缘加工后与柱之间的联接，板与梁的联接采用角焊缝，梁腹板与柱联接通过钢板或角钢而连在一起，钢板或角钢与梁腹板采用角焊缝联接，钢板或角钢与柱采用对接焊缝联接。

同时，也要
兼顾焊缝的质量。

3.3 全焊型联接的不足及改进
从理论上看，良好的焊缝质量和焊接构造可以提供足够的延展性，但是想要达到理论上的效果经常会出现一些问题，所以施工人员在设计中要对焊缝的过程进行相对严格的破损检查及对可能出
现的问题进行排查。

此外，焊接时的一些步骤可能会使螺栓发生变形，这就给实际结构带来了一些麻烦。

虽然，高强螺栓联接施工比较方便，但是存在接头尺寸过大、钢材消耗较多等一些问题。

所以，在今后的施工联接中，节点一定要保持一定传递的压力的能力，保证即使在强震下也能保持非弹性变形。

4 结语
梁与柱节点的链接环节是钢框架中结构设计的重要部分，联接的好坏会直接影响框架结构在荷载作用下的展现效果。

所以，钢框架结构梁柱节点联接设计技术的提高和创新是确保现代建筑业长远
发展的基石。

因此，钢框架结构梁柱节点联接设计在今后的建筑业应得到良好的重视及应用。

参考文献
[1] 陈胜钢.钢结构设计手册.中国建筑工业出版社，1990.
[2] 张行.两种半刚性节点的有限元分析及对框架的影响[j].山西建筑，2010.36（5）.
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[4] 刘启祥.多层建筑钢结构梁柱节点联接的设计建议[m].建筑
结构，2003.33（9）. （编辑：张慧）。