王新武 杨红霞 孙洪刚

（武汉理工大学土木工程与建筑学院 武汉 430070）

摘 要：本文讲述了国内外各种梁柱节点连接的研究现状，重点讨论了H型钢T型连接的构造、特性以及 有关计算方面的内容，最后对T型连接的构造要求作了简单介绍。

关键词：T型钢 梁柱连接 节点 刚接

一、引言

梁柱节点连接是钢框架中至关重要，它们的特性直接影响框架受荷载时的整体反应。在设计梁柱节点时， 应满足传力可靠，构造合理，具有抗震延性，施工方便等要求。 从受力特性来说，连接节点可分为柔性 连接（铰接），半刚性连接和刚性连接三种。其中半刚性连接受力特性较复杂，往往要通过试验取得较 准确的设计数据，设计人员对半刚性节点的性能了解也不深，再加上关于半刚性连接节点的试验数据不 是很足还不能满足设计深度的要求。因此国内外钢框架中运用半刚性梁柱节点连接的工程几乎没有。

二、T型钢连接的基本构造及特性

（一）剖分T型钢连接的基本构造

剖分T型钢连接是目前国外研究的较多的一种连接方式，它主要通过两个剖分T型钢用高强摩擦型螺栓把梁翼缘同柱翼缘连接起来，又分两种形式，如下图1中的（a），和（b）。图（a）中梁腹板通过连接角钢与柱翼缘连接起来，此种类型的连接刚度接近于栓焊连接，此种连接节点的连接刚度要比图（b）中的连接刚度大。

（二）连接特性

对于这种连接形式，国外有两种分类标准，一种是把它作为半刚性连接类型，另一种是把它作为刚性连接类型。事实上，大量试验已经证实，T型钢连接所具有的刚度，处在全刚性和理想铰的极端情况之间应划分在半刚性连接类型中。剖分T型钢连接的初始刚度要比常见的外伸端板高强螺栓连接节点的连接刚度要大。各种半刚性连接的M-θr曲线见图2[1]。

由上图2中可以看出，T型钢连接是最为刚劲的半刚性连接之一。国内外研究表明，当连接满足下述条件时，可以忽略节点半刚性的影响。从而可以理想化地把它视为刚性连接，简化计算。

1）当结构中梁的线刚度EI/ι和节点初始刚度k之比的平均值 ≤0.02时，可不考虑节点半刚性对结构水 平位移的影响。

2） ≤0.1时（n为结构层数），可不考虑节点半刚性对结构内力的影响。节点初始刚度k通过节点试验和对节点性能的研究得到。有关研究表明，在一般情况下T型钢连接满足上述两个条件，因此可以忽略节点半刚性的影响，当作刚性节点来处理。

三、T型钢连接节点的破坏形式及需要计算的内容

（一）T型钢连接节点的破坏形式

主要包括一下几个方面：

        1.上部T型钢被拉断；

        2.高强螺栓被拉断；

        3.柱翼缘板屈曲；

        4.柱腹板发生剪切破坏；

（二）需要计算的方面

根据T型钢连接节点的破坏形式，节点需要进行下面的计算：

        1. 根据节点所受的荷载和选定的梁柱截面确定螺栓数量；

        2. 初定T型连接板翼缘板厚度；

        3. 计算弹性反力R；

        4. 校核T型连接件翼缘板厚度；

        5. T型连接件腹板验算；

        6. T型件抗拉承载力验算；

        7. 核算柱子翼缘板的厚度。

        8. 验算柱腹板的抗剪强度，如不满足须加设水平加劲肋。

四、构造方面的要求

剖分T型钢梁柱连接，全部由高强螺栓连接，安装精度要求较高，在安装时，必须要满足构造方面的要求,才能保证节点很好地传递弯矩，才能和设计时的假定吻合。具体要求如下：

        （1）T型钢与梁柱表面相接触的部位须经过喷砂处理；

        （2）腹板角钢与梁腹板、柱翼缘相接触的各表面须经喷砂处理；

        （3）梁翼缘端部要避开T型钢腹板与翼缘交接处的圆弧；

        （4）螺栓孔的净距和边距要符合《钢结构设计规范》要求；

        （5）柱水平加劲板离柱翼缘端部要留出一段距离，以供施工绕焊。

五、结束语

剖分T型钢高强螺栓连接是一种刚度比较大的梁柱节点连接类型，设计时可近似地认为是刚性连接。在设计时，不仅要满足常规设计的要求，同时还要考虑螺栓与剖分T型钢之间的滑移和挫动、组合件的局部屈服、连接组合中的孔眼、扣件以及构件之间的承压接触引起的应力和应变集中、梁与柱的翼缘或腹板的局部屈曲等一些重要的因素所引起的连接的非线性特性。由于此种连接完全采用高强螺栓，没有焊接，避免了焊接引起的残余应力和局部应力集中现象[2]。另外，剖分T型钢和连接角钢等连接件，梁、柱上都可在加工厂加工好，运到现场后，只须安装螺栓即可，安装人员不需经过象焊接人员那么复 杂的培训，安装时也不需要较大的施工机械，因此施工速度较快，安装时的影响因素也较少。不足之处是所需的连接件较多。

参 考 文 献

        1 陈惠发. 钢框架稳定设计. 上海：世界图书出版公司，2001，266~304

        2 刘其祥，蔡益燕等. 多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点的抗震设计．《建筑结构》．2001（8）：9~12