王新武 楊紅霞 孫洪剛

（武漢理工大學土木工程與建筑學院 武漢 430070）

摘 要：本文講述了國內(nèi)外各種梁柱節(jié)點連接的研究現(xiàn)狀，重點討論了H型鋼T型連接的構造、特性以及 有關計算方面的內(nèi)容，最后對T型連接的構造要求作了簡單介紹。

關鍵詞：T型鋼 梁柱連接 節(jié)點 剛接

一、引言

梁柱節(jié)點連接是鋼框架中至關重要，它們的特性直接影響框架受荷載時的整體反應。在設計梁柱節(jié)點時， 應滿足傳力可靠，構造合理，具有抗震延性，施工方便等要求。 從受力特性來說，連接節(jié)點可分為柔性 連接（鉸接），半剛性連接和剛性連接三種。其中半剛性連接受力特性較復雜，往往要通過試驗取得較 準確的設計數(shù)據(jù)，設計人員對半剛性節(jié)點的性能了解也不深，再加上關于半剛性連接節(jié)點的試驗數(shù)據(jù)不 是很足還不能滿足設計深度的要求。因此國內(nèi)外鋼框架中運用半剛性梁柱節(jié)點連接的工程幾乎沒有。

二、T型鋼連接的基本構造及特性

（一）剖分T型鋼連接的基本構造

剖分T型鋼連接是目前國外研究的較多的一種連接方式，它主要通過兩個剖分T型鋼用高強摩擦型螺栓把梁翼緣同柱翼緣連接起來，又分兩種形式，如下圖1中的（a），和（b）。圖（a）中梁腹板通過連接角鋼與柱翼緣連接起來，此種類型的連接剛度接近于栓焊連接，此種連接節(jié)點的連接剛度要比圖（b）中的連接剛度大。

（二）連接特性

對于這種連接形式，國外有兩種分類標準，一種是把它作為半剛性連接類型，另一種是把它作為剛性連接類型。事實上，大量試驗已經(jīng)證實，T型鋼連接所具有的剛度，處在全剛性和理想鉸的極端情況之間應劃分在半剛性連接類型中。剖分T型鋼連接的初始剛度要比常見的外伸端板高強螺栓連接節(jié)點的連接剛度要大。各種半剛性連接的M-θr曲線見圖2[1]。

由上圖2中可以看出，T型鋼連接是最為剛勁的半剛性連接之一。國內(nèi)外研究表明，當連接滿足下述條件時，可以忽略節(jié)點半剛性的影響。從而可以理想化地把它視為剛性連接，簡化計算。

1）當結構中梁的線剛度EI/ι和節(jié)點初始剛度k之比的平均值 ≤0.02時，可不考慮節(jié)點半剛性對結構水 平位移的影響。

2） ≤0.1時（n為結構層數(shù)），可不考慮節(jié)點半剛性對結構內(nèi)力的影響。節(jié)點初始剛度k通過節(jié)點試驗和對節(jié)點性能的研究得到。有關研究表明，在一般情況下T型鋼連接滿足上述兩個條件，因此可以忽略節(jié)點半剛性的影響，當作剛性節(jié)點來處理。

三、T型鋼連接節(jié)點的破壞形式及需要計算的內(nèi)容

（一）T型鋼連接節(jié)點的破壞形式

主要包括一下幾個方面：

        1.上部T型鋼被拉斷；

        2.高強螺栓被拉斷；

        3.柱翼緣板屈曲；

        4.柱腹板發(fā)生剪切破壞；

（二）需要計算的方面

根據(jù)T型鋼連接節(jié)點的破壞形式，節(jié)點需要進行下面的計算：

        1. 根據(jù)節(jié)點所受的荷載和選定的梁柱截面確定螺栓數(shù)量；

        2. 初定T型連接板翼緣板厚度；

        3. 計算彈性反力R；

        4. 校核T型連接件翼緣板厚度；

        5. T型連接件腹板驗算；

        6. T型件抗拉承載力驗算；

        7. 核算柱子翼緣板的厚度。

        8. 驗算柱腹板的抗剪強度，如不滿足須加設水平加勁肋。

四、構造方面的要求

剖分T型鋼梁柱連接，全部由高強螺栓連接，安裝精度要求較高，在安裝時，必須要滿足構造方面的要求,才能保證節(jié)點很好地傳遞彎矩，才能和設計時的假定吻合。具體要求如下：

        （1）T型鋼與梁柱表面相接觸的部位須經(jīng)過噴砂處理；

        （2）腹板角鋼與梁腹板、柱翼緣相接觸的各表面須經(jīng)噴砂處理；

        （3）梁翼緣端部要避開T型鋼腹板與翼緣交接處的圓�。�

        （4）螺栓孔的凈距和邊距要符合《鋼結構設計規(guī)范》要求；

        （5）柱水平加勁板離柱翼緣端部要留出一段距離，以供施工繞焊。

五、結束語

剖分T型鋼高強螺栓連接是一種剛度比較大的梁柱節(jié)點連接類型，設計時可近似地認為是剛性連接。在設計時，不僅要滿足常規(guī)設計的要求，同時還要考慮螺栓與剖分T型鋼之間的滑移和挫動、組合件的局部屈服、連接組合中的孔眼、扣件以及構件之間的承壓接觸引起的應力和應變集中、梁與柱的翼緣或腹板的局部屈曲等一些重要的因素所引起的連接的非線性特性。由于此種連接完全采用高強螺栓，沒有焊接，避免了焊接引起的殘余應力和局部應力集中現(xiàn)象[2]。另外，剖分T型鋼和連接角鋼等連接件，梁、柱上都可在加工廠加工好，運到現(xiàn)場后，只須安裝螺栓即可，安裝人員不需經(jīng)過象焊接人員那么復 雜的培訓，安裝時也不需要較大的施工機械，因此施工速度較快，安裝時的影響因素也較少。不足之處是所需的連接件較多。

參 考 文 獻

        1 陳惠發(fā). 鋼框架穩(wěn)定設計. 上海：世界圖書出版公司，2001，266~304

        2 劉其祥，蔡益燕等. 多高層房屋鋼結構梁柱剛性連接節(jié)點的抗震設計．《建筑結構》．2001（8）：9~12