双钢板-混凝土组合剪力墙与钢梁连接节点综述

陈琦

摘 要 本文对双钢板-混凝土组合剪力墙与钢梁连接节点形式进行简要总结，对比分析各连接节点的特点，为今后墙梁节点设计工作提出建议。

关键词 双钢板-混凝土组合剪力墙;墙梁节点;抗震性能;组合结构

引言

随着经济社会的快速发展，高层建筑越来越成为主流，有利于更大程度利用土地资源，而剪力墙结构作为高层建筑的重要受力体系，提高墙体承载力和变形耗能能力一直是国内外学者的研究焦点，近些年来，双钢板-混凝土组合剪力墙以其良好的抗震性能，越来越受到各界关注，国内外学者对于组合墙体构造措施的研究愈加成熟，但是在组合墙与钢梁连接节点方面的研究还不完善，墙梁节点设计是实现“强节点”的重要环节，直接影响到整体建筑的安全，因而，墙梁节点设计在双钢板-混凝土组合剪力墙体系中至关重要。

1混凝土剪力墙与钢梁连接节点

1.1 预埋件节点

预埋件在工程中钢结构与混凝土之间协同工作的常见方式，预埋件节点形式的主要内容为：钢板等预埋件的一侧与钢梁连接，另外一侧则与栓钉或锚筋焊接，整体浇筑在混凝土墙体内，已达到将钢梁内力传送到墙体，其中钢梁与预埋件之间可采用螺栓连接、焊接、栓焊连接，而埋件厚度以及栓钉锚筋的数量则是根据钢梁内力。此类节点的传力机理较为明确，但是此节点刚度较小，接近铰接节点，承载力较低，所需栓钉锚筋数量较多，钢板埋件的厚度较厚，另外，节点在反复荷载作用下会出现周围混凝土的压碎脱落，存在一定安全隐患。

1.2 型钢钢骨节点

为增强节点刚度和承载力，参考钢结构中梁柱、梁梁节点形式，提出型钢钢骨节点，其主要连接为：先在混凝土墙体边缘设置钢骨柱或钢骨梁，再与外部钢梁连接，其中钢骨柱与钢梁采用外伸牛腿，与钢梁可采用铰接和刚接两种方式，而钢骨梁则与钢梁之间直接用高强螺栓连接。此类节点的刚度和承载力较高，但钢梁与墙内部型钢的传力机理较为复杂，且节点在反复荷载作用下仍会出现周围混凝土的压碎脱落，存在一定安全隐患。

2008年，戴绍斌等人[1]为研究钢梁与混凝土墙刚性节点在地震作用下受力特性，加工制作了3个足尺节点试件，对其进行拟静力试验，结果表明，此种刚接节点在反复荷载作用下具有良好的承载力和耗能能力，其中钢梁翼缘与端板的焊接质量直接影响节点受力，并建议尽量采取规格较大的高强螺栓，且端板厚度满足平面内强度和平面外稳定即可。

2双钢板-混凝土组合剪力墙与钢梁连接节点

2.1 H型钢组合剪力墙与钢梁节点

2014年，金天德等人[2-3]提出了一种组合型钢管混凝土墙与钢梁的刚接节点，以若干个H型钢纵向焊接成一字型组合墙体，钢梁则布置在端部H型钢的两翼缘板之间，钢梁端部采用翼缘扩宽的措施，将塑性铰外移，以实现“强节点、弱杆件”设计原则，另外，此节点传力直接明确，无须在墙体内部设置埋件和内隔板，可明显降低施工难度，制作方便。

2.2 隔板节点

与钢结构中梁柱节点类似，鋼梁与钢板-混凝土组合剪力墙采用内隔板与外伸隔板两种形式，在组合墙体的端部腔体内设置隔板，将钢梁的内力传送到墙体。此节点的传力机理较为明确，但存在自身局限性，由于墙板通常较薄，隔板与之只能采用角焊缝连接，强度和变形能力较差，且组合墙体的厚度小，其内隔板尺寸受到限制，传力效果有所下降，另外，隔板的设置将不利于混凝土的浇筑，对混凝土受力性能产生影响。

2.3 端板型节点

2016年，李砚波等人[4]提出一种新型端板式节点，钢管束组合墙端部外贴端板，一侧采用横贴板与墙身钢板焊接，另一侧与钢梁栓焊连接，通过端板以达到良好传力效果，设计制作了3个端板型节点试件，在低周反复荷载下进行拟静力试验，对比分析得知：此节点具有良好的抗震性能，增加端板厚度有利于提升节点承载力，梁翼缘的加厚便于梁端塑性铰外移，以达到“强节点、弱杆件”设计准则。

2.4 肋板型节点

此节点在钢梁上下翼缘的两侧均设置横向肋板，已达到将钢梁内力直接通过肋板传送到组合墙体。2016年，陈志华等人[5]进行拟静力试验研究肋板型墙梁刚接节点的抗震性能，结果表明，该节点将塑性铰位置移至肋板末端，避开墙梁交界区域，大大改善节点的受力性能，其等效粘滞阻尼系数为传统混凝土节点的四倍，具有更高的延性和变形耗能能力。

3墙-梁节点设计的若干问题

组合墙体与钢梁节点设计仍需要考虑以下问题：

①“强节点”的设计准则，节点的高承载力和良好的变形耗能能力。②墙体内部的传力方式需考虑组合墙体的薄厚度条件，满足基本的构造要求。③剪力墙结构常用于高层建筑，节点外观造型是否影响使用效果，也是一大考虑因素。

4结束语

本文对双钢板-混凝土组合剪力墙与钢梁连接节点形式进行简要总结，多种节点各具优点，在节点设计中应综合考虑。随着研究人员对连接节点的深入研究，墙梁节点将在形式、结构试验、承载力计算、数值模拟等方面得到进一步发展，也为未来的工程应用提供借鉴参考。

参考文献

[1] 戴绍斌，张亮权，黄俊.混合结构中钢梁与混凝土墙刚性节点的拟静力试验[J].武汉大学学报（工学版），2008，41（1）：72-76.

[2] 金天德.组合型钢管混凝土柱与钢梁的刚接节点[P].中国：102995758B，2014-09-24.

[3] 金天德，叶再利.H型钢拼接组合钢管混凝土墙/柱构件协同工作性能分析[J].建筑结构学报，2015，（9）：64-69.

[4] 李砚波，曹晟，陈志华，等.钢管束混凝土组合墙-梁翼缘加强型节点抗震性能试验[J].天津大学学报，2016，49（z1）：41-47.

[5] 李杰，陈志华，张晓萌，等.无边缘构件钢管束剪力墙的墙梁节点抗震性能试验研究[J].振动与冲击，2016，35（21）：159-165.