楊力

摘要：鋼框架主要是鋼梁與鋼柱相結(jié)合組成的，并能夠承受水平荷載以及垂直的的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，也是在多層鋼的結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中較為普遍的結(jié)構(gòu)體系，而梁柱節(jié)點(diǎn)的連接則是確保鋼結(jié)構(gòu)的重要安全部位。通過(guò)多次震害證明得出，鋼框架結(jié)構(gòu)由于在地震當(dāng)中極易受到一定的損壞，其受到損壞嚴(yán)重的位置就在于剛性梁柱節(jié)點(diǎn)，但是，出現(xiàn)鋼柱以及鋼梁構(gòu)件損壞的情況卻有限。由與可見(jiàn)，在當(dāng)前的鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中仍存在一些問(wèn)題，對(duì)此，就如何針對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及應(yīng)用進(jìn)行研究探討。

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

當(dāng)前，在我國(guó)社會(huì)隨著快速的發(fā)展，科技技術(shù)不斷的進(jìn)步，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是單一只應(yīng)用鋼筋混凝土了。而全鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)面積較小并且自重較輕、延性大、工期短，所承載的能力較大等方面的特性，所以，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中。

1對(duì)于節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的具體原則

（1）在鋼框架抗震的設(shè)計(jì)當(dāng)中必須要根據(jù)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件以及強(qiáng)焊縫弱鋼材的三強(qiáng)設(shè)計(jì)的原則，而對(duì)于支撐桿和框架的構(gòu)件，可以提高節(jié)點(diǎn)承載力，同時(shí)也可以避免破壞節(jié)點(diǎn)以及構(gòu)件，從而保證了構(gòu)件的整體性其所特有的必要條件。然而由于對(duì)框架與節(jié)點(diǎn)的要求又不能過(guò)強(qiáng)，在一定程度內(nèi)是允許在發(fā)生地震時(shí)，在梁柱節(jié)點(diǎn)域的板件可以出現(xiàn)適當(dāng)?shù)那冃?，從而也提高了框架的延性。在處理?qiáng)柱弱梁型的框架時(shí)，由于它可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件總體屈服，所以在出現(xiàn)地震時(shí)而構(gòu)件坍塌，其主要的原因就是因?yàn)闃?gòu)件受到了地震的作用在其損傷后而降低了承載重荷的能力。在通常的情況下，由于框架梁只承受本樓層的荷載，但是框架柱是需要承擔(dān)更多樓層的荷載重力，所以，強(qiáng)柱是可以加強(qiáng)框架防坍塌的主要能力。在構(gòu)件焊縫的延性方面，通常會(huì)低于連接件鋼材的延性，而作為強(qiáng)焊縫弱鋼材的關(guān)鍵因素就是，焊縫承載力必須要高于被連接件鋼材板件的承載力，從而促使構(gòu)件屈服截面可以防止出現(xiàn)在焊縫卻位于鋼板當(dāng)中，也提高了構(gòu)件的延性。

（2）對(duì)于平面設(shè)計(jì)的主要原則就是，在設(shè)計(jì)全鋼框架結(jié)構(gòu)時(shí)，主要是達(dá)到建筑平面的簡(jiǎn)單規(guī)則、空間的合理劃分、外形簡(jiǎn)潔等利于結(jié)構(gòu)布置的特點(diǎn)。而對(duì)于結(jié)構(gòu)布置必須要促使在結(jié)構(gòu)每層抗側(cè)力要同在水平作用下的合力可以接近重合，從而降低結(jié)構(gòu)受扭的作用。由于抗側(cè)力的構(gòu)件應(yīng)沿平面的縱橫進(jìn)行布置，必須要均勻、分散以及對(duì)稱，在柱距之間不能過(guò)大，而應(yīng)用柱網(wǎng)可以在6至9m左右。同時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)的布置必須要避免出現(xiàn)豎向與平面不規(guī)則的現(xiàn)象，在計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)必須要應(yīng)用相關(guān)實(shí)際的計(jì)算模型，也要考慮到扭轉(zhuǎn)的作用，但是，如果出現(xiàn)較為不規(guī)則的結(jié)構(gòu)則可以進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。

2在鋼框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)連接

根據(jù)梁柱連接轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)造以及與剛度之間可以把梁柱的連接節(jié)點(diǎn)主要分為以下幾類：

（1）剛性連接。一般在剛性連接當(dāng)中主要包括了栓焊連接、全焊連接以及全栓連接。而對(duì)于這種構(gòu)造如果是在梁柱連接中是具有一定的剛性，而在梁柱間沒(méi)有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可以承受彎矩。但是，在通常的情況下，如果框架是抵抗側(cè)力時(shí)，一般都是應(yīng)用剛性連接，但是，剛性連接如果從理論上講，它所承受的剪力與彎矩的能力都不會(huì)小于梁的承載力，也就是不會(huì)低于腹板全塑性剪力以及塑性鉸彎矩。

（2）柔性連接。在設(shè)計(jì)和分析的過(guò)程中，如果該構(gòu)造在承受重力的荷載時(shí)它不會(huì)傳遞彎矩，只會(huì)傳遞剪力，所以，應(yīng)用這種方法其實(shí)就是為了達(dá)到簡(jiǎn)支梁支撐條件，也就是在梁端并沒(méi)有發(fā)生線位移，卻可以轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）半剛性連接。該連接是作為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度在剛接與柔性連接之間節(jié)點(diǎn)的連接形式。

由此可以看出，在這三種接連當(dāng)中，如果應(yīng)用柔性連接時(shí)，其構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，然而在耗能與剛度方面性能會(huì)較差，而結(jié)構(gòu)的抗震能力與抗風(fēng)能力不夠完善。而應(yīng)用剛性連接，其具有較好的受力性能，但構(gòu)造較為復(fù)雜，不利于施工，所以難以確保其質(zhì)量。但是，在應(yīng)用半剛性連接當(dāng)中，它所具有柔性連接與剛接的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可以減少梁跨中彎矩，而加強(qiáng)了側(cè)向的剛度，并且具有良好的承載能力。此外，在施工過(guò)程當(dāng)中，它的構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，可以保證其施工質(zhì)量。

3對(duì)于節(jié)點(diǎn)連接的主要形式

通常梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面，（1）在梁和柱所應(yīng)用的是丁字形的連接形式 ，在柱上會(huì)焊有安裝的用支托，而柱的腹板可以應(yīng)用橫向的加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)。其優(yōu)點(diǎn)具有較大的剛度，而缺點(diǎn)就是具有較大的施工難度，并且不易確保質(zhì)量。（2）在梁和柱之間以角鋼與蓋板的連接形式。在根據(jù)梁腹板和豎直角鋼的連接，從而傳遞剪力。在柱上會(huì)焊有用支托，可以避免仰焊，而在上部的水平板必須要小于梁翼緣，下其部要大于梁翼緣。（3）應(yīng)用寬翼緣T形鋼的連接形式。其優(yōu)點(diǎn)就是可以提高柱的抗扭剛度，而缺點(diǎn)就是耗鋼量較多。

4在樓板與節(jié)點(diǎn)的連接

一般在建筑的樓蓋主要是以砼和鋼所組成的，所以，作為樓板就必須要具有一定的剛性，從而分配和傳遞地震影響。而樓蓋梁主要是通過(guò)砼和鋼組成梁，所以樓板必須要應(yīng)用在壓型鋼板上做現(xiàn)澆的鋼筋砼所組合的樓板，并且在鋼梁與樓板當(dāng)中的連接是設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵條件，只有穩(wěn)定的連接才可以確保樓蓋的整體性，也能有效的分配和傳遞地震影響。此外，在梁和板之間可以應(yīng)用剪力連接件從而促使材料的有效連接，而連接件必須要根據(jù)它不同的變形能力，分為柔性連接以及剛性連接。一般方鋼和T型鋼均是剛性連接，而彎鋼筋和圓柱頭栓釘?shù)倪B接均是柔性連接，通常連接件都是圓柱頭栓釘，而栓釘?shù)闹睆揭话阍?6至25mm左右，對(duì)于設(shè)置抗剪連接件時(shí)必須要達(dá)到相關(guān)的規(guī)定要求。（1）在連接件沿梁的跨度方向其間距的厚度不能超過(guò)混凝土翼板的4倍，其主要目的就是為了避免鋼梁的接觸面與翼板之間出現(xiàn)較大的裂縫，并且影響其整體的耐久性。（2）在栓釘連接件的釘頭超出翼板底部的鋼筋頂面并且不能低于30mm，以確保連接件可以在鋼梁和混凝土翼板之間產(chǎn)生抗掀起的作用。（3）在連接件外側(cè)的邊緣和鋼梁翼緣之間則不能低于20mm。（4）對(duì)于在連接件頂面的混凝土其保護(hù)層的厚度不能低于15mm。（5）對(duì)于連接件外側(cè)的邊緣直到混凝土板邊緣期間的距離不能低于100mm。

5結(jié)論

總之，由于鋼框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在實(shí)際的工程當(dāng)中，作為結(jié)構(gòu)工程師必須要根據(jù)建筑的特性、使用功能以及設(shè)計(jì)原則等方面，從而合理的應(yīng)用結(jié)構(gòu)體系，并且要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的重要特性，而選用適當(dāng)?shù)臉?gòu)件截面。此外，在節(jié)點(diǎn)域的范圍里，必須要應(yīng)用合理的措施，既要節(jié)約又要安全。在應(yīng)用其軟件時(shí)，要按照工程的主要特性，并合理規(guī)范地選擇計(jì)算參數(shù)，以保證其準(zhǔn)確性。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須要按照設(shè)計(jì)的依據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)、荷載、選擇材料的具體要求、結(jié)構(gòu)的布置、設(shè)計(jì)要求、選擇構(gòu)件截面以及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等方面都要了解詳細(xì)，以便編制施工的詳圖，從而也更好的應(yīng)用在施工過(guò)程當(dāng)中。

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