高层民用建筑钢结构节点构造详图中钢框架结构梁柱节点域疑问探讨
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- 2026-01-12
- 钢结构资料库
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在《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》16G519里的第19页高层 钢结构,存在针对钢框架结构梁柱节点域抗剪不足状况下的补强做法,显示为图1 ,情况是这样的 。
图1 节点域补强措施
在图1里,除了要将公式当中的tmin移到根号外面去之外,不存在别的勘误说明。在该做法的2 - 2剖面那儿(图2),阐述了补强板跟原H型截面柱的连接做法。此节点图已经被当作工程设计人员常用的总说明选用的那种做法,长久以来被作为权威做法加以采纳。
图2 2-2剖面
框架结构节点区域的抗剪承载能力的进行计算的方式,以及其补强的原理,能够参照童根树教授所著的《钢结构与钢 - 混凝土组合结构设计方法》这一本书籍来详细知晓,本文就不再重复叙述了。但是存在几处有疑问的地方拿出来和大家探讨:
一是,节点做法里头,补强板的厚度,被要求不能小于6mm ,大概是鉴于补强板太薄之际,实施与H型钢腹板的塞焊以及和翼缘的焊接不太好办了(或者是有弱节点域设计思想在起作用)。二是,要是6mm能够满足强轴抗剪补强的需求,那能不能满足和弱轴框架梁翼缘及腹板的应力传递呢,特别是在弱轴框架梁翼缘及腹板厚度比6mm大出许多的时候,弱轴翼缘与腹板没办法直接经由H型钢柱的腹板来传力,这会不会存在着隐患呢。
对于热轧H型钢,翼缘与腹板连接处是轧制的圆弧过渡,其半径在8至22mm之间,情况如图3所示。在此半径条件下,能否实施类似图四那样的焊缝形式呢?对于焊接H型钢,焊缝是在腹板翼缘交接处重叠施焊的。对于图1里的③节点做法,补强板与H型钢腹板焊缝,和弱轴横隔板与H型钢腹板的焊缝相互干扰了。
图3 热轧H型钢断面示意
图4 图1中补强板与H型钢翼缘的对接焊缝
3、有些资料(《钢结构设计方法》童根树)给出了做法,做法如图5所示。该做法避免了隐患,隐患是通过补强板间接弱轴传力带来的。但该做法在补强板四周仍要求紧密连接高层 钢结构,连接方式是采用对接焊缝或角焊缝与四周板件采取紧密连接,如此造成了焊接应力的复杂以及钢材性能的变化。

(a)两块加强板 (b)节点板的焊接接求
图5 童根树教授《钢结构设计方法》一书建议的做法
这里存在一个问题情况,那就是针对热轧H型钢以及焊接H型钢在腹板跟翼缘交接区域的应力状态而言,因为轧制工艺、回火工艺还有焊接工艺发挥着影响作用,有相关资料显示表明,这两种方法在该区域都存在潜在的低韧性区,也就是图6所展示的那样,横隔板或者加劲肋的焊接都应该避开这个区域。如此一来,抗剪补强板的焊接同样也不例外。进而导致这样一种状况,为了弥补没办法形成对接焊缝或者重叠焊缝这个劣势而选择退而求其次的与H型钢腹板的角焊缝也受到了限制 。
(a)热轧H型钢的低韧性区
(b)加劲肋的焊接要求
图6 H型钢腹板的低韧性区及梁柱节点加劲焊缝
针对钢框架梁柱节点区抵抗剪切的原理,节点区腹板因剪力引发的米塞斯屈服,是源自框架梁上下翼缘的反向拉伸与压力(见图7),并非由框架梁的腹板传递而来。所以,只要是在节点区内布置且与节点水平加劲肋实施焊接的补强板,都能够取得与梁翼缘一致的变形趋向,进而能够参与到节点区的抗剪之中。基于这样的考量,可把补强板朝着外侧平移,于弱轴框架梁腹板连接板两侧焊接两块彼此独立的补强板,这种补强板能够与节点周边板件安全地进行焊接,而不会和先前的焊缝产生纠葛(见图8)。
图7 框架梁柱节点域抗剪形成机理
图8 补强板外移的节点域加强做法
针对图8中的补强板,其操作是在针对弱轴梁连接腹板以及水平加劲肋的施焊作业完成之后才开展的,鉴于加强板的厚度通常并非很大,所以仅进行单侧的焊接就行。
在图7里面,鉴于柱子翼缘有着拉压效应,此效应还会一并引发节点域的竖向抗剪变形,各位同仁能够去探讨一番,在轴力发挥作用的状况下,节点域竖向抗剪的主应力方向会朝着哪一个角度倾斜呢?外移补强板不和框架柱的翼缘开展焊接这种做法可不可以行得通呢?
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