钢结构建筑中新型节点的研究概述

胡 强

吉安市遂川县戴家埔乡人民政府规划建设管理所，江西 吉安 343913

0 前言

随着钢结构体系的不断发展，对钢结构节点提出了更高的要求，因此开发新型钢结构节点是行业发展的需要。目前的设计规范［1］明确了强节点弱构件的设计理念，于此同时，大量的满足规范要求的新型梁柱节点被进行了广泛的研究［2-5］，关于钢柱柱脚的研究［6-7］也取得了相关的进展。这些研究成果，在很大程度上促进了钢结构的快速发展。

本文系统的梳理了现有的研究成果，从梁柱节点和柱脚节点两个方面来介绍了新型节点的研究现状，以便这些新型节点被设计人员广泛采用。

1 常用新型梁柱连接

1.1 加强型梁柱节点

加强型梁柱节点包括梁翼缘加腋和梁翼缘加板两种形式，该种节点是目前应用最广的一种节点形式。其设计理念是通过加强梁的截面，使得梁柱节点的破坏发生在梁翼缘范围之外，这样就会使得梁得到保护，能够有效提高梁柱节点的抗震性能，而且设计方便。

1.2 削弱型梁柱节点

削弱型节点是在梁柱节点处的梁截面上进行削弱，使得在地震作用下，梁柱节点的破坏先发生在削弱部位，这样会使得节点处的焊缝得到保护，避免了焊缝脆性破坏。削弱型梁柱节点主要用于焊接节点中，但是由于削弱型节点的设计难度较大，目前削弱型梁柱节点使用的并不广泛。

1.3 耗能型梁柱节点

耗能型梁柱节点主要是削弱型节点的一种发展，其主要是是在梁柱节点部位使用低标号的软钢或者阻尼器。这种耗能型梁柱节点能够很好的吸收地震能量，保护梁柱节点，但是这种耗能型梁柱节点的技术要求高，目前应用较少，但是该种新型节点的耗能能力非常强，建议在大型工程项目中使用。

2 最新研究的梁柱节点

2.1 可恢复梁柱节点

可恢复型梁柱节点是目前学术界研究的一个热点问题，该节点能够在地震发生后可以实现节点的自动恢复。可恢复型节点的一种形式是通过使用钢绞线来施加预应力，能够在震后使得节点的残余变形得到恢复。可恢复型节点的另一种形式是在梁柱节点设置用于耗能的可更换构件，这样能够在地震发生后，通过更换构件来重新恢复节点的抗震性能。可恢复节点目前只停留在学术探究，并未应用于实际的工程项目中。

2.2 扩翼型梁柱节点

扩翼型节点是一种直接加强梁翼缘的节点形式，而且梁翼缘加强的部位直接在工厂加工，然后在现场与梁进行连接。该节点类似于牛腿，使得梁柱节点的连接更加方便，是一种有良好应用前景的节点，建议在实际工程中广泛应用。目前扩翼缘梁柱节点在日本规范中已经有了明确的规定，也有相应的设计方法，国内工程设计人员可参照日本规范进行设计。

2.3 蜂窝型梁柱节点

蜂窝型梁柱节点目前的研究较少，主要用于蜂窝式框架结构中，其应用较少。相关的研究表明：蜂窝型节点的性能与梁柱节点的焊接质量直接相关，焊接质量好，该种节点将发生延性破坏，如果焊接质量一般，蜂窝型节点将发生脆性破坏。因此蜂窝型梁柱节点目前不能被应用于实际工程中，需要对蜂窝型连接节点进行大量的试验研究。只有对蜂窝型梁柱节点进行深入的研究之后，这种节点才有可能应用实际工程中。

2.4 新型梁柱节点目前存在的问题

目前中国钢结构设计标准并没有包括这些新型的梁柱节点，但是其他国家已经将一部分新型节点纳入到了设计规范体系。但可以发现的是，新型节点的研究一直是学者的研究热点，大量的新型节点正在不断涌现。希望在今后，钢结构设计规范能够将更多的新型节点纳入到规范体系中，这样能够方便新型梁柱节点的推广使用，也能够促进钢结构行业的快速发展。

3 新型柱脚连接节点

钢结构柱脚是钢结构中最最要的连接形式，普通的柱脚连接在地震发生后，柱脚底板会发生松动。为了解决这个问题，最新研究的柱脚节点是在普通柱脚的基础上加上弹簧，这样可以保证在锚栓松动的情况下，钢柱柱脚底板能够不松动。建议将该种新型柱脚连接节点应用于实际工程中，这样会为钢结构建筑提供一道安全保护，使得钢结构的抗震性能得到提升。

4 结论

通过系统的梳理梁柱节点和柱脚节点，分析了新型节点的优缺点，为工程设计人员设计新型节点提供了一些参考。本文分析得到的结论如下：

（1）加强型梁柱节点目前应用最为成熟，削弱型梁柱节点在工程设计中技术要求高，目前很难广泛的应用于实际工程中，建议在规范中增加削弱型梁柱连接的设计方法。

（2）扩翼型和耗能型梁柱节点目前的研究较为成熟，而且抗震性能良好，建议将扩翼型节点和耗能型节点应用于实际工程中。

（3）蜂窝型节点目前缺乏试验资料，建议对蜂窝型节点进行大量的试验研究，为工程设计提供依据。

（4）新型柱脚连接具有良好的抗震性能，可以将该种节点应用到实际工程中。