多高层房屋钢结构节点连接设计中的常见问题讲义

多高层房屋钢结构节点连接设计中的常见问题2023/5/161

节点连接在结构设计中的重要性：常用的一般建筑钢结构，都是由若干由加工厂加工好的竖杆、水平杆或斜杆在工地用焊缝或螺栓拼装成抗侧力的框架、或框架支撑结构。这些由杆件组装成的结构，之所以能承担一定的竖向荷载和水平荷载，靠的就是各杆件之间的节点将这些杆件用各种不同的连接方式和连接件将它们连接成为一个非机动构架。这种由若干杆件系统组成的构架，在外荷载作用下，一旦节点发生破坏，整个结构就会成为机动构架而失去承载能力。2023/5/162

在以往国外多次地震中，常常发生钢框架节点和竖向支撑节点破坏的事例，特别是

1994

年发生在美国的北岭地震

和

1995

年发生在日本的阪神地震，有好几十幢房屋钢结构倒塌，好几百幢多、高层房屋钢结构的梁柱刚性连接节点受到严重破坏，引起了世人的极大关注，促使一些国家的学者、科技人员加强了这方面的研究，其重要性显得尤为突出。2023/5/163

我国是世界上遭受地震最严重的国家之一，不论是历史上还是现代，地震在中国的死亡人数和经济损失在世界上都是居于首位。世界地震史上死亡人数最多的一次地震是1156年我国的陕西华县

8级地震，死83万人（摘自魏琏编著的《建筑结构抗震设计》万国学术出版社，1991）。在世界近代地震史中，死亡人数最多的一次.地震也发生在我国，即1976年河北唐山7.8级地震，死

24万余人。

地震在我国造成的经济损失十分巨大，据建国以来十几次

7

级以上地震的不完全统计房屋倒塌

1亿多平方米，直接经济损失达数百亿之多。2023/5/164

就以最近几年为例，在我国新疆、西藏、云南、内蒙古自治区、江西等地先后就发生了多起6

级左右的地震。这就说明了地震活动在我国还是相当频繁的，因此正确地认识我国地震活动的特点以及我国经济力量的现状，充分运用国内、国外现代地震科学技术的成就，采用合理的，既安全又经济的抗震设计方法，来改善建筑物的抗震性能，减轻城乡地震灾害，是我们每个结构设计人员义不容辞的使命。2023/5/165

因此在多层和高层钢结构房屋抗震设计工作中，连接节点设计，在整个设计工作中应将其视为一个非常重要的组成部分。节点设计是否恰当，将直接影响到结构承载力的可靠性和安全性。因此节点设计至关重要，应予以足够的重视。但是，在多、高层房屋钢结构中，连接节点很多

(如国家标准图

所编入的诸多节点，也只是多高层钢结构房屋中一般性的常用节点

)，今天只能检其最主要的、如与梁柱刚性连接的节点以及与之相关的一些节点来谈谈：2023/5/166首先谈谈在目前多高层房屋钢结构

梁柱刚性连接节点设计中所存在的问题

及其正确的设计方法

按照现行的《建筑抗震设计规范》GB50011

2001多层和高层房屋钢结构的连接节点的抗震设计应分两个阶段进行，而各个阶段所采用的计算公式分别如下：2023/5/167

一是，当遭遇多遇地震作用（小震）时，应采用表达式。即抗震规范公式(）(见下页)

。注意：该条在规范中为必须严格执行的强制性条文2023/5/1682023/5/169式中：S

—

考虑多遇地震作用时，荷载效应和地震作用效应在结构构件中的组合设计值，包括组合的弯矩、轴向和剪力设计值。R

—

结构构件及其连接的承载力设计值。

—结构构件及其连接的承载力抗震调整系数（对于框架梁、柱取0.75；连接焊缝取

0.9；连接螺栓、节点板件取

0.85

；支撑取

0.8

等）2023/5/1610

二是，当遭遇超过多遇地震（小震）作用至基本烈度（中震）设防，或遭遇罕遇地震作用（大震）时，规范还要求用公式即《高钢规》公式（8.1.3-1）进行连接的极限承载力验算(如下页所示)；2023/5/16112023/5/1612

但是，在执行上述规范时，不同的设计人员，很可能在相同设计条件下设计出三种承载力相差非常悬殊的连接作法，这三种不同的作法是:

一是，当按设计表达式计算时，完全按组合内力来设计节点连接。

二是，组合内力只是作为检验构件截面的依据。但在塑性区的节点连接设计时，是取高于构件的最大承载力设计值作为节点的作用力来对节点连接进行设计与验算。

三是，完全抛开以上两种设计方法，而是完全按照公式来进行连接的极限承载力计算。2023/5/1613

以上三种截然不同的设计方法，将直接影响到设计的节点是否满足“强节点弱杆杆”的抗震要求。是否能实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”

设计目标的根本问题，所以下面将着重讨论证明前面所提到的第一种是错误的，第三种设计理念虽然可取，但式中的有关系数和强度取值有问题，很不安全。唯第二种设计计算方法才是比较稳妥、正确的。2023/5/16141第一种设计方法

（即按组合内力来设计的方法）

采用该法的理论根据是，认为在多遇地震作用下，结构处于弹性阶段，连接设计只要根据组合内力，并根据梁的应力强度比

R1（即梁的地震组合弯矩设计值乘以梁的承载力抗震调整系数

0.75

后，在梁截面中产生的弯曲应力与梁的钢材强度设计值之比）来进行设计即可。且认为可按以下三种不同情况分别进行处理。为了方便说明问题，在此引用一个具体数字来说明这一方法的思路。2023/5/1615以下是电算结果的表示方法，摘自《高层建筑

结构空间有限元分析与设计》软件SATWE2023/5/1616

假定梁端有一个的地震组合弯矩,并将表达式变换为。在验算梁截面时，要求梁截面抗弯承载力设计值必须，但在确定梁端的焊缝连接时，其焊缝截面的抗弯承载力设计值就必须要。即在相同组合弯矩作用下,经过规范采用不同的调整系数调整后，就变成了在设计焊缝连接与设计梁截面时，分别采用不同的内力设计值来进行设计。即在设计连接焊缝时所取的内力设计值，就应是梁截面内力设计值的倍。2023/5/1617

1）如果所设计的梁截面刚好等于（即应力强度比R1

刚好等于时），由于梁端连接焊缝的抗弯承载力设计值需要此时梁端整个截面即使采用全熔透的对接焊缝，也只能承受的弯矩。怎么办？

可采用加强式连接来解决（如加盖板；或局部加宽梁端翼缘板，或在梁端下翼缘加腋板等办法来增大焊缝的截面积以增大焊缝的抗弯能力）。2023/5/1618

2)

如果在梁端不采用加强的作法，而是在工厂采用全焊缝连接的常规作法。由于焊缝的抗弯承载力最多只能作到与梁截面的抗弯承载等强，此时就必须要改用一个能承受的梁截面，但此时由于梁截面只需用的弯矩值来设计，梁的承载力有富裕不能充分利用，其应力强度比

R1只用到了。2023/5/1619

3）如果在梁端仍不采用加强的作法，而是在梁端采用栓焊连接的另一种常规作法（即梁腹板与柱之间采用只传递剪力的螺栓连接，梁翼缘与柱之间采用只传递弯矩的全熔透坡口对接焊）由于焊缝的抗弯承载力最多只能作到梁截面抗弯承载力设计值的，此时就必须要改用一个能承受的梁截面，但此时由于梁截面只需用的弯矩值来设计，梁的承载力更加富裕而不能充分利用,其应力强度比R1

只用到了。

2023/5/1620总三结连接三设计三的第一三种方三法，从三上面三的具三体算三例可三以看三出，三如果三在抗三震的三节点三连接三设计三中，三按地震三组合三内力来进三行设三计，三就必三然出三现下三面归三纳的三种三情况：20三23三/5三/2211）当梁三的应三力强三度比三大于0.三83时，三就应三开始三在梁三端采三取加三强措三施来三增大三焊缝三的抗三弯承三载力三当梁三的应三力强三度比三大到三等于1.三0时，三其加三强后三的焊三缝抗三弯承三载力三设计三值就三应不三小于三梁截三面抗三弯承三载力三设计三值的1.三2倍。(该1.三2即为三焊缝三的抗三震调三整系三数与梁三的抗三震调三整系三数之比三）。如三下图三所示三：20三23三/5三/222即当三应力三强度三比R1为0.三83～１时20三23三/5三/2232）当梁三的应三力强三度比R1小于0.三83时，三在梁三端就三可以三不必三加强三，而三只需三采用三全焊三接连三接（即截三面的三抗弯三等强三连接）就三可满三足使三焊缝三的抗三弯承三载力三设计三值大三于组三合内三力设三计值三的1.三2倍的三要求三。如三下图三所示三：20三23三/5三/224即当三应力三强度三比R1为0.三83～0.三73时20三23三/5三/2253）当梁三的应三力强三度比三小于时，三在梁三端还三可以三采用三栓焊三连接三的作三法（三即梁三腹板三与柱三之间三采用三只传三递剪三力的三螺栓三连接三，梁三翼缘三与柱三之间三采用三只传三递弯三矩的三全熔三透坡三口对三接焊三）同三样也三能使三栓焊三连接三的承三载力三大于三组合三内力三设计三值1.三2倍的三要求三。三如下三图所三示：20三23三/5三/226即当三应力三强度三比R1<0.三83三0.三85三=三0三.7三0时20三23三/5三/22720三23三/5三/228按照三以上三的思三维方三法来三设计三抗震三连接三节点三是不三是就三可以三了呢三？如三果单三从多三遇地三震作三用效三应来三进行三以上三的设三计，三好像三是可三行的三，但三从抗三震设三计的三原理三和当三地震三烈度三高于三多遇三地震三时来三看，三是不三行的三。因三为，三我们三的设三计目三标不三仅仅三是只三满足三小震三不坏三的强三度要三求，三而更三重要三的是三要实三现大三震不三倒的三设计三目标三。如按三组合三内力三来设三计连三接节三点，三只能三说,其连三接只三能抗三小震三而不三能抗三大震三。这三是因三为：20三23三/5三/229当地三震烈三度高三于多三遇地三震进三入设三防烈三度的三过程三中，凡是三应力三比较三低（三即截三面较三大）三的抗三侧力三构件三，由三于仍三处于三弹性三阶段三，其三构件三内力三仍将三继续三随地三震作三用的三加大三而加三大（因三为多三遇地三震的三烈度三要比三基本三烈度三低1.三55度。三其地三面加三速度三和地三震影三响系三数最三大值三只三是设三防烈三度地三面加三速度三和地三震影三响系三数最三大值三的0.三35倍）,梁的三弯曲三应力三比R1必然三也将三随之三增大三到1.三0。20三23三/5三/230同样三，也三需要三把前三面的第二三、第三三两种三节点三连接三形式（或下三页的第二三、第三三图）的梁端三截面三局部三加大三，使连三接焊三缝的三抗弯三承载三力设三计值三达到三不小三于框三架梁三抗弯三承载三力设三计值三的1.三2倍，三才能三确保三框架三梁在三大震三时进三入塑三性，三使延三性得三到充三分发三挥。三否则三，只三加大三截面三而不三加强三连接三，则三连接三焊缝三的弯三曲应三力必三然高三于梁三端截三面的三弯曲三应力三。当三地震三作用三不断三加大三时，三就很三容易三发生三当梁三端截三面还三未进三入塑三性之三前,处于三梁端三薄弱三的连三接焊三缝，三就会三因弯曲三应力三过高三而发三生三“三脆性三破坏三”三。现再三利用三下图三来加三以说三明。20三23三/5三/231.20三23三/5三/2322第二三种设三计方三法三（即三按构三件的三承载三力来三设计三的方三法）从前三面的三论述三和结三合上三图足三以说三明：三在多三遇地震阶三段，三按设三计表三达式三对构三件和三节点三连接进三行设三计验三算时三，结构三构件三的地三震内三力组三合设三计值只三能作三为控三制构三件截三面的三依据三。当结三构构三件截三面决定三之后三，只三要是三在塑三性区三段，三就应三改用三以构件三的承载三力来进三行连三接设三计。三如对三于框三架结三构中三的梁三柱刚性三连接三节点三，就三应使三梁端焊三缝的三抗弯三承载三力设三计值不三得小三于框三架梁三抗弯三承载三力设三计值三的1.三2倍。20三23三/5三/233即，其实三这就三是取三“组三合内三力设三计法三”中,当抗三震框三架梁三的地三震组三合内三力设三计值正好三等于三时三的结三果。即。也就三是抗三震框三架梁三的应三力R1正好三为时的三结果三。从三而这三就必三须要三采用“加三强型三”节点三作法三，才三能实三现这三一计三算要三求。关于三这一三设计三理念三，我三在20三01年编三制的三国家三标准三图01三SG三51三9中就三已进三行了三阐述（见三下页三）20三23三/5三/23401三SG三51三9页420三23三/5三/23520三23三/5三/23620三23三/5三/237从理三论上三讲，三在梁三柱的三连接三节点三中，三要是三连接三焊缝三真正三做到三了与三被连三接构三件的等强三连接而又三无瑕三疵和三缺陷三的话三，是三不需三要采三取任三何加三强措三施的三。但三事实三上由三于在三梁端三的焊三缝连三接处三存在三诸多三不利三因素三，如焊三接工三艺孔三对梁三腹板三截面三的削三弱；三对接三焊缝三不可三避免三的存三在某三些缺三陷（如三焊接三产生三的气三孔、三夹渣三、熔三敷金三属未三完全三熔合三、弧三坑、三咬边三、焊三后收三缩产三生的三微裂三缝）三；热影三响区三产生三的残三余应三力的三不利三因素；以三及还三应考三虑到当梁三截面三在形三成塑三性铰三时，三由于三有的三钢材三屈服三强度三偏高三而加三大连三接受三力的三不利三因素三等等……。20三23三/5三/238所以三在规三范的强制三性条三文中分别三将焊三缝的三取0.三9将梁三的三取0.三75。使三焊缝三连接三的承三载力三应不三小于三构件三承载三力设三计值三的1.三2倍。三此处三的1.三2，可视三为连接三的加三强系三数。该三系数三正体三现了强连三接弱三杆件的抗三震设三计原三则。三以保三证当三框架三梁的三端部三出现三塑性三铰时三，梁三端的三连接三基本三还处三于弹三性状三态。三确保三框架三梁在三经受三从小三震到三大震三的全三过程三中节三点不三致发三生破三坏，三使结三构的三整体三性自三始至三终得三到保三证。20三23三/5三/239按照三这一三原则三设计三的连三接，三就可三以有三把握三地实三现以三下两三个设三计目三标：一是三，可以三保证三结构三在多三遇地三震作三用下三，各三结构三构件三都具三有足三够的三强度三并使三连接三的应三力低三于框三架梁三的应三力，三以实三现小三震不三坏的三设计三目标三。二是三，可以三保证三当地三震烈三度高三于多三遇地三震烈三度时三，可三迫使三处于三高应三力下三的框三架梁三率先三发展三成为三塑性三铰，三使钢三结构三的良三好延三性得三到充三分的三发挥三来耗三散地三震能三量，三实现三大震三不倒三的设三计目三标。三无疑三上述第二三种设三计方三法才三是正三确的三。这一三设计三理念与目三前美三国自19三94年北三岭地三震以三后在三设计三思想三方面三所发三生的三变化三和采三用的三设计三方法三是相三同的。20三23三/5三/240对照三现行三规范三中梁三端未三采取三任何三加强三措施三的栓三焊连三接节三点作三法和三全焊三连接三的作三法，三都是三不满三足连三接的三承载三力应三大于三构件三承载三力设三计值1.三2倍要三求的三。而只有三在梁三端采三用局三部加三大截三面，三或在三离梁三端不三远处三将梁三的上三下翼三缘进三行削三弱，三以增三大焊三缝的三抗弯三能力三（或三降低三焊缝三的弯三曲应三力）三才可三以得三到解三决。但局三部加三大梁三端截三面（三或削三弱）三后，三就必三然使三塑性三铰外三移，三出现三所谓三的加三强式三连接三和削三弱式三的狗三骨式三连接三。20三23三/5三/241尽管三这些三作法三给加三工带三来不三少麻三烦、三增加三造价三。但三自19三94年美三国北三岭地三震和19三95年日三本阪三神地三震以三后，三在一三些国三家中三都乐三于采三用这三种加三工都三比较三麻烦三的加三强式三连接三和骨三式连三接，三也正三是由三于原三来的三焊接三连接三节点三抗弯三能力三很差三，即三或是三在梁三端采三用全三焊接三连接三，名三义上三等强三，但三实际三上也三并不三一定三等强三，在三地震三中照三样也三遭受三到破三坏、三并不三十分三可靠三而不三得不三采取三的连三接加三强措三施。20三23三/5三/242但第三二种三设计三方法三在规三范中三尚存三在着三不分三地震三烈度三、结三构类三型，三房屋三高度三等的三不同三情况三，通三通一三律将三取三为同三一数三值欠三妥的三现象三如钢三梁的三为0.三75，连接三焊缝三的三为0.三9，则连三接焊三缝的三承载三力，三通通三都应三是钢三梁承三载力三的1.三2倍，三这对三于设三防烈三度只三有6、7度的三房屋三来说三显然三是不三合理三的。三同时三规范三还存三在着三没有三提供三当梁三端采三用加三强式三连接三后相三应的三连接三计算三方法三和公三式。三关于三这一三问题三，在三此次《高钢三规》的修三订中三，正三在研三究解三决。20三23三/5三/2433第三三种设三计方三法（三极限三承载三力设三计法三）即用三公式进行三连接三计算三的方三法采用三该法三的理三论根三据，三就是三充分三利用三焊缝三的极三限抗三拉强三度远三高于三钢材三的屈三服强三度的三这一三特性三。当三框架三梁在三强震三作用三下，三梁端三钢材三屈服三出现三塑性三铰后三，只三要梁三端连三接焊三缝的极限三抗弯三承载三力能够三抵抗三梁截三面塑三性弯三矩的1.三2倍，三即可三认为三满足三强震三要求三。从概三念上三来讲三，这三种思三维方三法好三像有三些道三理，三但这三里面三要涉三及两三个问三题。一是三，其三计算三假定三是否三与实三际应三力图三形相三符，二是三，计三算公三式三中三所三隐含三的三的取三值是三否符三合实三际。20三23三/5三/244为了三检验三用三公式三是否三能抗三大震三的问三题，三特取《高钢三规》中、三最具三有代三表性三的梁三柱栓三焊连三接节三点（三见下三页）三来加三以讨三论。20三23三/5三/24520三23三/5三/246由于三图8.三3.三3(三a)这种三节点三的计三算假三定是三：梁三腹板三连接三只考三虑传三递剪三力，三不考三虑传三递弯三矩。三梁的三全截三面塑三性弯三矩全三部通三过翼三缘的三连接三来传三递给三柱。三这种三作法三，不三但不三能用三于抗三震结三构，三就是三用于三非抗三震结三构也三是很三不合三适的三。因三为：20三23三/5三/247其一，就三凭直三觉，三在这三种节三点中三，梁三端翼三缘未三作任三何加三强，三梁腹三板与三柱的三连接三螺栓三只考三虑传三递剪三力、三不考三虑传三递弯三矩。三则其三梁端三栓焊三连接三处翼三缘焊三缝的三抗弯三能力三则只三有梁三截面三弹性三抗弯三能力三的85三%左右三（即三梁翼三缘截三面的三弹性三抵抗三矩与三全截三面弹三性抵三抗矩三之比三）。三如果三再将三因高三空施三焊条三件较三差、三焊缝三存在三缺陷三以及三焊接三残余三应力三等不三利因三素考三虑在三内，三按钢三结构三设计三规范三规定三，焊三缝强三度的三设计三值尚三应乘三以0.三9的折三减系三数，三则焊三缝的三抗弯三承载三力只三有框三架横三梁抗三弯承三载能三力的75三%左右三。20三23三/5三/248很显三然，三像这三种比三等强三连接三还低三，连三非抗三震结三构就三很难三被人三接受三的连三接节三点，三却用三在本三比非三抗震三结构三要求三更高三的抗三震结三构上三，这三就违背三了在三抗震三设计三中必三须遵三循的三强柱三弱梁三、强三节点三弱杆三件的三基本三原则三。20三23三/5三/249其二三，三从理三论上三讲，三其节三点连三接的三计算三公式三与节三点的三具体三作法,在梁三腹板三中所三产生三的应三力图三形严三重不三符。三如下三图所三示：20三23三/5三/25020三23三/5三/251其三三即使三采用三这一三与实三际弯三曲应三力图三形严三重不三符的三公式三，就三以这三种不三合理三的计三算模三型来三进行三计算三，其三梁端三翼缘三与柱三的对三接焊三缝的三极限三抗弯三承载三力也三大大三低于三梁截三面1.三2倍的三塑性三弯矩三。这三也就三有力三的证三明了三这种三连接三节点三的作三法是三毫无三抗震三能力三的。三以下三面的三验算三为证三：20三23三/5三/252如以Q3三45钢，E5三0焊条三为例梁翼三缘坡三口焊三缝的三极限三抗弯三承载三力：(即式三中的三屈服三强度按规三程规三定取三最小三值)。由上三式常用三截面三翼缘三的三只三有全三截面三的70三%~三80三%如考三虑高三空焊三接的三不利三影响三后则三：20三23三/5三/253事实三上,式中三的三是波动三的（如三下表三所示三）三不应三采用三最小三值20三23三/5三/254所以三应符三合下三述规三范中三的有三关规三定《高钢三规》的有三关规三定《抗震三规》的有三关规三定20三23三/5三/255按最三不利三考虑三，应三采用来计三算梁三翼缘三坡口三焊缝三的极三限抗三弯承三载力，则：如考三虑高三空焊三接的三不利三影响三后则三：20三23三/5三/256但在《高钢三规》中对三于这三样的三弱节三点不三但没三有作三出应三加强三连接三方面三的有三关规三定和三作法三。相三反却三作了“在柱三贯通三型连三接中三，当三梁翼三缘用三全熔三透焊三缝与三柱连三接并三采用三引弧三板时三，式三将自三行满三足”的规三定。事实三上经三过前三面的三论证三，这个三结论三是不三成立三的，起到三了误三导的三作用三。这三种节三点一三旦在三工程三中使三用(事实三上这三种节三点已三在实三际工三程中三用了三不少)，这三就埋三下了三在大三震时三，当三框架三梁尚三未进三入塑三性之三前，三其连三接焊三缝就三会过三早发三生脆三性破三坏的三隐患三。20三23三/5三/257也正三是这三种弱三节点三在19三94年的三美国三北岭三地震三和19三95年的三日本三阪神三地震三中破三坏最三为严三重，三且破三坏时三毫无三塑性三发展三的迹三象。三其根三本原三因就三是因三为连三接焊三缝的三抗力三严重三不足三、焊三缝所三受的三弯曲三应力三过高三而造三成的三脆性三破坏三。(下图三为19三94年，三美国三北岭三地震三中梁三柱焊三接连三接处三的失三败模三式。)20三23三/5三/25820三23三/5三/259由此三也可三引伸三到三“钢梁与箱形三柱”三在工三厂的三全焊三接节三点，三由于三箱形三柱的三壁板三不能三有效三的传三递梁三腹板三的塑三性弯三矩，三其实三质与三上述三节点三作法三的受三力情三况基三本上三是差三不多三的。三因此三“钢三梁与三箱形三柱”三在三工厂三的全三焊接三节点三，应三采用三梁端三加强三式的三作法三，才三有利三于抗三大震三。如三下图三所示三：20三23三/5三/260当采三用如三右图三所示三的加三强式三连接三后，三其塑三性铰三必然三外移三，梁三腹板三上的三塑性三弯矩三，可三通过三图中三所示三的力三线传三递给三梁的三翼缘三加强三板。三从而三就可三实现三梁端三腹板三与柱三的连三接只三考虑三传递三剪力三、不三考虑三传递三弯矩三的假三定。20三23三/5三/261梁端三上、三下翼三缘用三盖板三加强三后试三验的三破坏三模式20三23三/5三/262梁端三上翼三缘加三盖板三下翼三缘加三腋后三试验三的破三坏模三式20三23三/5三/263总结三前面三的讲三述，三在此三特为三以下三常用三的三三类节三点作三法，三在抗三震性三能方三面作三一个三评价三：20三23三/5三/26420三23三/5三/265对比三国外三在这三方面三的设三计动三向自美三国北三岭地三震以三后，三在A.三R.三Ta三mb三ol三l,三P.三E.三Fa三sc三e,Ha三nd三bo三ok三o三f三St三ru三ct三ur三al三S三te三el三C三on三st三ru三ct三io三n三De三si三gn三a三ndDe三ta三il三s设计三手册三中规三定:不管三是采三用加三强式三连接三还是三犬骨三式连三接，三在塑三性铰三处的三弯矩三值均三一律三取三。为三防止三焊缝三破坏三和避三免柱三翼缘三板层三状撕三裂，三在柱三面连三接处三其梁三端弯三矩在三连接三中的三受力三要保三持弹三性。三其柱三面在三梁翼三緣方三向的三弯矩三，即(式中三）三。在梁三端所三产生三的弯三曲应三力应三满足三公式三的三要求三。或20三23三/5三/266将我三国(仅指三第一三阶段)与美三国设三计手三册的计算三公式三进行三比较：我国，根据三连接三的承三载力三设计三值应三是框三架梁三抗弯三承载三力设三计值1.三2倍的三关系:或也可三表达三为：三或由于三焊缝三的三大三于梁三截面三的,塑性三铰必三然外三移，三其表三达式三必然三为:美国三为：取第三一项三比较三：美三国/我国20三23三/5三/267前面三曾经三谈到三的“三第三三种设三计计三算方三法”，理三念虽三然可三取，三但如三何解三决能三使塑三性阶三段的三计算三结果三既安三全又三能使三与弹三性阶三段的三计算三结果三协调三一致三?答案三是肯三定的三，请三看:1)设在三弹性三阶段三对三“加三强型三”节三点承三载力三的表三达式三为式中三：三—在柱三面处三，连三接的三抗弯三承载三力设三计值三。—等三截面三梁端三的抗三弯承三载力三设计三值三。—在预三计塑三性铰三处的三剪力三设计三值。—梁在三重力三荷载三代表三值作三用下三，按三简支三梁分三析的剪力三设计三值。三—梁三的净三跨三。—塑性三铰至三柱面三的距三离。20三23三/5三/2682)设在三塑性三阶段三，对三“三加强三型”三节点三承载三力的三表达三式为式中三：—基于三极限三强度三为三最小三值时三的连三接受三弯承三载力三。—基于三极限三强度为最三小值三，并三根据三强屈三比所对三应的三屈服强三度取时的三梁构三件全三塑性三受弯三承载三力。—根据三所选三钢材三采用三不同三强屈三比时三的连三接系三数。—在塑三性铰三处的三剪力三。—梁的三净跨三。—梁在三重力三荷载三代表三值作三用下三，按三简支三梁分三析的三梁端三剪力三标准值三。—塑性三铰至三柱面三的距三离。20三23三/5三/269a为了三解决三采用三塑性三公式和与三采用三弹性三公式所计三算出三来的三结果三相同三，当三节点三采用三焊接三时，三可利三用弹三性阶三段计三算公三式求三出焊三缝所三需的抗弯三模量与塑性三阶段公式三和所三用钢三材的三不同三强屈三比求三出的三焊缝抗弯三模量彼此三相同时,就可三求出三式中三的连三接协三调值三。三也三可将三连接三焊缝三所需三的弹性三抗弯三模量,表达三为与梁三截面三塑性三模量三的倍三数关三系。从而三就可三彻底三解决三在两三个阶三段采三用不三同计三算方三法时三，所三产生三的“三不协三调”三现象三。三同时三也可三在焊三接节三点中,只需三选用三以上两种三计算三方法三中的三任何三一种来进三行计三算，三即可三。20三23三/5三/270b由于因此三可将三小震三阶段三的算三式变换三为:或再将三等式三两边三同乘三以1.三1后可三得如三下的三塑性三公式：取则..三..三..三..三..三..三..三.(三1三)20三23三/5三/271c将钢三材的三强屈三比,即代入三强震三下的三公式后得:……三…（2）20三23三/5三/272d取弹三性阶三段的=塑性三阶段三的即得……三…(三3)即在三塑性三阶段三，当三验算三连接三的承三载力三时，三算三式中的三不得三小于三所用三钢材三强屈三比的倍。三外加三一项20三23三/5三/273如对Q3三45钢当三中的三用，中的三用时,则中的应为对Q2三35钢当三中三的三用，中的三用三时,则中的应为所以三在《高钢三规》中将三取三为是很三不安三全的三．20三23三/5三/2744为确三保梁三端塑三性铰三的形三成需三采取三的构三造措三施在这三方面三，目三前很三多国三家仍三在不三断的三研究改进三，且三其主三攻方三向可三归纳三为：1)提高三焊接三工艺三，提三高焊三缝质三量；2)采用三加强三式连三接；3)采用三削弱三式连三接；4)有时三可能三三者三并用三。这些三都是三我们三值得三吸取三的有三益经三验。三由此至少三可以三得到三以下三启示:20三23三/5三/275根据三我国三抗震三规范三在多三遇地三震阶三段节三点设三计中三有关三规定三和推三论，三为了三满足三连接三的抗三弯承三载力三设计三值应三是框三架梁三抗弯三承载三力设三计值1.三2倍的三要求三，前三面已三经谈三到必三需采三用塑三性铰三外移三的梁三端增三强式三连接（可三采用三加盖三板，三加翼三板或三加腋三等作三法）三，或者三采用三在离三梁端三不远三处，三将梁三的上三下翼三缘进三行削三弱的三犬骨三式连三接，三这两三类节三点作三法较三多，三现择三选几三个具三有代三表性三的节三点，三示之三如下三：20三23三/5三/276梁端三加强三式三作三法之三二20三23三/5三/277梁端三加强三式三作法三之三20三23三/5三/278梁端三加强三式三作法三之四20三23三/5三/279梁端三加强三式三作法三之五20三23三/5三/280梁端三加强三式三作法三之六20三23三/5三/281梁端三削弱三式作法三之一20三23三/5三/282梁端三削弱三式作法三之二作法三之三20三23三/5三/2834.三1梁端三加强三式的三连接三计算在采三用梁三端增三强式三塑性三铰外三移的三连接三中，三就有三条件三可将三梁腹三板与三柱的三连接三采用三只承三受剪三力（三当然三也可三以采三用同三时承三受剪三力和三弯矩三）的三假定三。因三塑性三铰外三移后三，梁三腹板三上塑三性弯三矩可三由下三图的三传力三途径三来实三现。(但在三单独三采用三犬骨三式的三连接三中，三梁腹三板与三柱的三连接三，只三宜采三用同三时承三受剪三力和三弯矩三的假三定,不然三梁端三与柱三的连三接不三等强三，翼三緣的三削弱三宽度三将很三大才三能满三足设三计要三求）。20三23三/5三/284塑性三铰外三移后三梁腹三板上三塑性三弯矩三的传三力途三径20三23三/5三/285图中三盖板三长度及的由三来根据三国外三资料三介绍三，在三非线三性阶三段侧三焊缝三的性三能要三比端三焊缝三的性三能好三很多三，故三在板三尾无三端焊三缝。对于Q2三35钢：当时：三（取）当三时：三（取）当三时：三（取）当三时：三（取）20三23三/5三/286对于Q3三45钢当三时：三（取）当三时：三（取）当三时：三（取）当三时：三（取）20三23三/5三/287梁端翼缘三加强三板的计三算简三图20三23三/5三/288翼缘三板加三强后三，其三板宽三的计三算公三式式中:(式中三见前4页)1)当梁三腹板三与柱三的连三接只三抗剪三时,其加三强板三的截三面积2)当梁三腹板三与柱三的连三接既三抗剪三又抗三弯时,其加三强板三的截三面积或20三23三/5三/289梁端三翼缘三加强三板的三算例设有三一梁三截面三为H—，柱截三面为□—，梁三净跨三为,恒载三活载三引起三的梁端剪三力设三计值三为三钢材三牌号三为,材料三强度三为三：20三23三/5三/290设塑三性铰三距梁三端的三距离:梁截三面的三弹性三模量三：(可从三手册三中查三得)1)如图,其梁三腹板三与柱三的连三接只三考虑三抗剪三其加三强板三的截三面积20三23三/5三/291设取三盖板三宽为厚度三为(取)附：如采三用加三宽翼三缘板三方案（三）梁翼三缘每三侧加三的板三宽为:(取)2)当梁三腹板三与柱三的连三接既三抗剪三又抗三弯时,其加三强板三的截三面积取盖三板宽三：厚度三为：20三23三/5三/292梁端三用盖三板加三强时三的注三意事三项盖板三端部三与柱三翼缘三连接三的坡三口焊三缝。三有两三种构三造方三案，三如下三图所三示。第一三种，三坡面三连续三的大三坡口三。是三较好三的构三造。第二三种，三分别三作坡三口，三先焊三翼缘三后焊三盖板三。虽然三其焊三缝金三属比三较少三，但三盖板三焊缝三与梁三翼缘三焊缝三呈锐三角相三交，三形成三了三“切三口”三效三应，三这是三不希三望的三。从三断裂三力学三的角三度考三虑，三第二三种构三造容三易出三现向三柱翼三缘扩三展的三水平三裂缝三。20三23三/5三/293盖板三端部三与柱三翼缘三连接三的坡三口焊三缝20三23三/5三/294设计三人员三无论三采用三哪一三种构三造，三都必三须考三虑节三点区三的热三量输三入和三残余三应力三的不三利影三响。三为了三限制三节点三区过三度的三热量三输入三。其三焊缝三最大三总厚三度必三须控三制在2倍梁三翼缘三厚度三或柱三翼缘三的厚三度之三内。20三23三/5三/295关于三下翼三缘盖三板:宜取三与之较三大者三。根三据地三震后三考察三结构三破坏三的情三况来三看，三其破三坏部三位均三发生三在梁三下翼三缘与三柱的三焊缝三连接三处。三这一三现象三说明三，混三凝土三楼板三参与三了梁三的部三分工三作，三使钢三梁的三中和三轴上三移，三下翼三缘力三臂加三大，三受力三比上三翼缘三不利三。故三加大三下翼三缘盖三板的三宽度三，一三是可三使下三翼缘三的受三力得三到改三善。三二是三也便三于工三地俯三焊。注:1）所求三得的三盖板三厚度三不宜三大于三梁翼三缘板三的厚三度;2）其焊三缝最三大总三厚度三必须三控制三在2倍梁三翼缘三厚度或柱三翼缘三的厚三度之三内。20三23三/5三/296抗震三设防三的抗三侧力三体系三中的三框架三柱在三框架三的任三一节三点，三柱截三面的三塑性三抵抗三矩和三梁截三面的三塑性三抵抗三矩应三满足三下式三的要三求现行《抗震三规》对采三用等三截面三梁的三标准三型梁三柱连三接的计三算公三式式中三：—强柱三系数三，超三过6层的三钢框,6度Ⅳ类场三地和7度时三取1；8度时三取1.三05；9度时三取1.三1520三23三/5三/2972）修订三中的《高钢三规》对采三用等三截面三梁的三标准三型梁柱连三接拟采三用的三计算三公式修订三中的《高钢三规》对塑三性铰三外移三的加三强型三梁柱三连接三节点三，拟增加三的计三算公三式三）式中三：1.三1—考虑三材料三的应三变硬三化效三应。—考虑三材料三实际三屈服三强度三的提三高系三数。（或1.三2）20三23三/5三/2984.三2梁端三削弱三式的三连接三计算20三23三/5三/2991)确定三犬骨三式连三接的三有关三参数犬骨三式连三接节三点的三设计三原理三，就三是保三证大三震下三塑性三铰出三现在三梁翼三缘的三削弱三部位三。并三要求三梁翼三缘的三削弱三对梁三的刚三度和三强度三影响三都很三小，三要实三现这三一目三标，三关键三是如三何确三定削三弱部三位距三柱边三的距三离a,削弱三部位三的长三度b,以及三削弱三部位三的深三度c这三三个尺三寸（三其符三号意三义如三下图三所示三）。20三23三/5三/210三0对于三对应三于梁三腹板三平面三内有三柱腹三板或三设置三有竖三向加三劲肋三的柱三截面三而言三，a越小三越好三，但a越小三对刚三度和三强度三的降三低也三就越三大。三一般a取0.三25倍梁三高；三对无三柱腹三板者三或梁三腹板三与柱三的连三接只三抗剪三不抗三弯时三（只三限于三翼缘三加强三与削三弱并三用的三连接三中）a宜取0.三5倍梁三高。削弱三长度b，主三要由三延性三要求三和刚三度要三求确三定，三从刚三度角三度出三发，b越短三越好三。从三延性三出发三，b越长三，则三同时三进入三塑性三的区三段越三长。三即延三性越三好。三再根三据国三际上三对塑三性铰三相对三转角三不应三小于0.三03弧度三的要三求，三综合三考虑b宜取0.三8倍梁三高。20三23三/5三/210三1最后三就是三确定三翼缘三削弱三部位三的深三度C,深度C是保三证塑三性铰三出现三在翼三缘削三弱部三位和三强度三控制三在一三定范三围之三内的三关键三。削弱三深度三可由三翼缘三削弱三部位三的截三面塑三性抗三弯承三载力三与梁三端连三接焊三缝抗三弯承三载力三之间三的几三何关三系来三确定三。如三下图三所示三：20三23三/5三/210三2梁端三削弱三式连三接的三计算三简图20三23三/5三/210三3犬骨三式削三弱深三度C的计三算公三式削弱三处的三弯矩三设计三值……三……三…(三1)使柱三面处三的弯三矩设三计值三为……三……三..三(2三)式中:将式(2三)改为……三..三(3三)取(3三)=三(1三)即可三得:20三23三/5三/210三44.三3梁端三增强三式和三犬骨三式并三用的三连接三节点三作法自美三国北三嶺地三震和三日本三阪神三地震三以后三，在三国外三已运三用得三比较三多，三近年三来在三国内三也开三始运三用。三但结三合我三国现三行《建筑三抗震三设计三规范》强制三性条三文的三表达三式三及三其连三接焊三缝的三抗弯三承载三力应三高于三梁截三面抗三弯承三载力三设计三值的1.三2倍要三求。三为适三应现三有的三电算三程序三，宜三采用三梁端三加强三式与三犬骨三式相三结合三的作三法，三其理三由如三下：20三23三/5三/210三5一是，犬骨三式节三点固三然是三目前三公认三的一三种较三好的三抗震三作法三。它三的最三大优三点是三：塑三性区三长，三有较三好的三转动三能力三。比三较容三易满三足国三际上三公认三的转三角不三小于0.三03弧度三的要三求。三可以三真正三作到三延性三设计三。但三是，三如采三用单三纯的三犬骨三式节三点，三梁端三截面三不加三强，三为了三满足三梁端三的连三接承三载力三不应三小于三梁载三面承三载力三设计三值1.三2倍的三要求三。则三梁端三的应三力强三度比三最大三只能三控制三到0.三83。梁截三面的三强度三不能三得到三充分三发挥三。如三果采三用梁三端加三强式三与犬三骨式三相结三合的三作法三，不三但梁三截面三的强三度可三以得三到充三分发三挥，三而且三还可三使梁三翼缘三上的三削弱三深度C减小三。20三23三/5三/210三6二是三，如单三纯采三用梁三端局三部增三强式三连接三，虽三然很三容易三做到三梁端三的连三接承三载力三不小三于梁三截面三承载三力设三计值三的1.三2倍。三但由三于塑三性铰三的外三移，三地震三时，三将会三使框三架柱三的计三算弯三矩比三不加三强时三要大三许多三。为三了不三违背三强柱三弱梁三的基三本原三则，三不得三不因三此而三加大三柱的三截面三。当三采用三犬骨三式与三梁端三局部三增强三式相三结合三的作三法后三，不三但不三需加三大柱三的截三面，三而且三还可三使增三强式三连接三中的三盖板三厚度三减小三。梁三端焊三缝质三量较三容易三得到三保证三。20三23三/5三/210三7梁端三加强三式与三犬骨三式相三结合三的作三法之三一20三23三/5三/210三8梁端三加强三式与三犬骨三式相三结合三的作三法之三二20三23三/5三/210三9梁端三加强三式与三犬骨三式相三结合三的作三法之三三20三23三/5三/211三0加强三与削三弱式三相结三合的三计算三简图20三23三/5三/211三11)加强三与削三弱并三用时三，其三翼缘三的削三弱深三度c计算20三23三/5三/211三2削弱三处的三弯矩三设计三值:……三……三…(三1)使柱三面处三的弯三矩设三计值三为:……三……三..三(2三)式中:，将(2三)改为:……三….三.(三3)取(3三)=三(1三)即可三得:20三23三/5三/211三32)加强三与削三弱并三用时三，其三加强三板的三计算a)当梁三腹板三与柱三的连三接只三抗剪三时,其加三强板三的截面积b)当梁三腹板三与柱三的连三接既三抗剪三又抗三弯时,其加三强板的三截面三积或20三23三/5三/211三4梁端三加强三式与三犬骨三式相三结合三的的三算例（设计三条件三同前三例，腹板三连接三只抗三剪时）20三23三/5三/211三51)加强三与削三弱并三用时三，梁三翼缘三削弱三深度三的c值计三算取塑三性铰三距梁三端的三距离:在可三能发三生塑三性铰三处的三剪力三设计三值:附:如梁三的上三翼缘三单纯三的采三用削三弱方三式时20三23三/5三/211三62)加强三与削三弱并三用时三，其三增强三盖板三的截三面积a)当梁三腹板三与柱三的连三接只三抗剪三时,其加三强板三的截三面积取盖三板宽三：三则b)当梁三腹板三与柱三的连三接同三时抗三剪抗三弯时,加强三板的三截面三积取盖三板宽三：三则20三23三/5三/211三7梁端三与柱三不同三连接三方法(加强三与削三弱)的结三果比三较20三23三/5三/211三84.三4梁腹三板与三柱间三采用三高强三度螺三栓连三接时三的计三算1)在多三遇地三震阶三段，其三剪力三公式三近似三取并按三下式三验算三连接三螺栓三的抗三剪承三载力三：式中:三—分别三为连三接螺三栓的三行、三列数三；—为一三个高三强度三螺栓三摩擦三型连三接的三抗剪承载三力设三计值三。20三23三/5三/211三92)在大三震阶三段，考虑三到在三小震三阶段三原设三计的三高强三度螺三栓摩三擦型三连接三，可三能在三基本三烈度三地震三或大三震作三用下三蜕变三为承三压型三连接三故还三应按三下式三进行三复核：式中三：三为板三件的三极限三抗压三强度三，，三为三钢材三的抗三拉强三度最三小值三）为一三个高三强度三螺栓三的极三限抗三剪承三载力,其值为20三23三/5三/212三0值得三到进三一歩三研究三的问三题1）现在三国外三也仍三处在三研究三阶段……三.2）前面三所提三到的三一些三节点三作法三，其三适用三范三围三都有三它的三局限三性，三就拿三狗骨三式的三作法三来说,需特三别注三意在三其平三面外三要加三强支三撑或三隅撑三的布三置。三因此三，如三将其三用在三住宅三钢结三构中三，就三有些三问题三。20三23三/5三/212三1总结三：节三点设三计的三一般三规律1）在