钢与砼混合结构半刚性连接节点研究进展

杨志保++陈昌燕

【摘 要】随着人民群众生活水平的逐渐提高，对建筑物的要求也有所提升，建筑物不仅要具备居住的性能，其安全性能也十分重要。钢与混凝土混合结构是现阶段建筑领域中应用比较广泛的一种建筑结构，其稳定性和安全性与传统的建筑结构相比有很大的提升。钢与混凝土混合结构节点一般都会采用半刚性连接的形式，这种连接方式简单、实用、可操作性强，还能够达到节约能耗的目标，大大降低了建筑物面对地震灾害时候的威胁。目前我国针对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究还不成熟，还有很多问题需要完善。

【关键词】钢与混凝土混合结构 半刚性连接节点 研究进展

钢与混凝土混合结构就是我们常说的钢混结构，是现代化建筑设计的主要结构。顾名思义，钢与混凝土混合结构就是将钢筋与混凝土相结合，钢筋能够承受拉力。混凝土能够承受压力，二者的相互配合提升建筑的稳定性，一般采用钢与混凝土混合结构的建筑物都具备坚固、耐久、防火性能好、抗震性能好的基本特征。钢与混凝土混合结构的半刚性连接问题一直是建筑领域中的热点话题，一开始人们会通过简化结构的方式进行分析，随着科学技术的不断进步，钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究也更加的完善。

1 钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究背景

我国建筑工程中钢与混凝土混合结构节点通常会采用钢框架的方式进行连接，将钢框架结构的梁与柱的节点连接之后，由栓接向栓焊与焊接的方式转变，或者是处于完全刚性的状态，或者是出去完全铰接的状态，随着科学技术的不断完善，对钢与混凝土混合结构节点连接方式的研究也结合了先进的计算机技术，通过科学的配比与计算我们发现，钢框架连接方式其实是处于刚性连接与铰接之间的半刚性连接。

通过对日本与美国建筑物在地震中的表现进行分析，完全刚性梁柱节点连接的方式并不具备良好的抗震性能，并且存在着不同程度的脆性，这种脆性会对建筑物造成一定程度的破坏，尤其是在面对地震等自然灾害的时候，会给人民群众的生命财产安全造成巨大的损失。建筑物的这种脆性主要表现在梁与柱节点连接处的焊缝区，大多数梁与柱节点都出现了不同状况的脆性断裂现象，大大降低了建筑物的承载能力，这一现象引起了国内外建筑专家、学者对梁与柱连接节点的重新审视[1]。

经过国内外专家学者的不懈研究发现，之所以建筑物会出现这种脆性断裂的现象主要是因为焊接刚性节点的钢框架结构存在节点延性差。如果不使用刚性连接而是铰接的方式，虽然其可操作性比较简单，但是其刚度和耗能性都比较低，抗震效果也差强人意。而钢与混凝土混合结构的半刚性节点连接则具备了刚性连接与铰接节点两方面的优势，既能够保证连接方式的可操作性，还能够降低能耗，提高强度，在最大程度上降低了地震等自然灾害对建筑物的影响。

近几年来，建筑领域为了改善建筑结构的脆性破坏现象，做出了很多的研究，其研究成果也各种各样，其中钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的方式被建筑领域广泛追捧，在建筑工程施工中的应用比较常见。很多西方国家都已经将钢与混凝土混合结构半刚性连接节点作为一项技术规范收纳在《钢结构设计规范》中，我国虽然没有将这项技术收纳在《钢结构设计规范》中，但是，也将钢与混凝土混合结构半刚性连接节点作为一项重要的课题进行研究[2]。

2 钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究进展

国内外针对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究有很多，建筑专家从各个角度、多个方面进行了深入的分析，结合国外优秀的科研成果进行借鉴与归纳，研制出适合我国建筑领域发展的钢与混凝土混合结构半刚性连接节点技术。针对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点技术的研究主要分两个方面：

2.1 钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的计算方法

（1）钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究工作必须要建立在完善的规范标准之上，石永久老师等专家、学者提出了钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的标准构造建议，其中包括一种可操作性比较强的简化计算方法，为后世人们对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究奠定了基础。（2）随着科学技术的不断完善，钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的研究也开始于现代化的科学技术相结合。代英春老师等专家、学者利用先进的有限元软件对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点进行分析，从几何、材料、状态的角度进行分析，使用有限元软件计算出钢与混凝土混合结构半刚性连接节点在不同时期下的非线性函数曲线，通过比较不同形式的非线性函数曲线进行分析，最终得出两端外伸式半刚性端板连接具有良好的延性和耗能能力[3]。

2.2 钢与混凝土混合结构半刚性连接的静态性能与动态性能

在进行钢与混凝土混合结构半刚性连接节点研究的时候，不仅要研究其静止状态下的性能，还要对其运动状态下的性能进行分析，郝际平老师在进行钢与混凝土混合结构半刚性连接节点研究的时候发现，半刚性节点在反复荷载作用下没有明显的变形，节点刚度退化小，钢框架与剪力墙的工作情况都比较看良好，但是由于钢框架能够承担的荷载有限，其整体刚度还是有弱化的现象[4]。

3 结语

综上分析可知，通过对美国与日本建筑物经历地震后的表现情况进行分析，了解到钢与混凝土混合结构半刚性连接节点的重要性，并且在国内外的建筑领域中也受到了广泛的关注。积极的参考国内外的优秀文献，对钢与混凝土混合结构半刚性连接节点进行研究，虽然在研究过程中还存在着很多的不足之处，但是钢与混凝土混合結构半刚性连接节点在建筑结构中的使用效果都是毋容置疑的。

参考文献：

[1]梁国栋，刘坚，高玥，赵泽平，张晗，杨伟，何国鹏.钢与砼混合结构半刚性连接节点研究进展[J].科技信息，2014（07）：26-27.

[2]李东伦，刘坚，潘澎.钢框架-型钢混凝土剪力墙半刚性连接节点弯矩-转角模型及抗震性能研究进展[J].华南地震，2014（S1）：124-131.

[3]李东伦.混合结构中抗震墙与钢梁新型节点拟静力试验与抗震性能研究[D].广州大学，2015.

[4]邢增林.钢框架—型钢混凝土剪力墙新型混合结构二阶非弹性分析及程序实现[D].广州大学，2013.