01梁與柱的連接

梁與柱剛性連接的構(gòu)造，形式有三種。

1）梁翼緣、腹板與柱均為全熔透焊接，即全焊接節(jié)點(diǎn)；

2）梁翼緣與柱全熔透焊接，梁腹板與柱螺栓連接，即栓焊混合節(jié)點(diǎn)；

3）梁翼緣、腹板與柱均為螺栓連接，即全栓接節(jié)點(diǎn)；

圖為三種梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)

梁與柱剛性連接的構(gòu)造

1）工字形梁與工字形柱或箱形柱剛性連接的細(xì)部構(gòu)造；

圖為梁與柱剛性連接細(xì)部構(gòu)造

2）工字形柱和箱形柱通過(guò)帶懸臂梁段與框架梁連接時(shí)，構(gòu)造措施有兩種：

a、懸臂梁與梁栓焊混合節(jié)點(diǎn)；b、懸臂梁與梁全栓接節(jié)點(diǎn)。

圖為柱帶懸臂梁段與梁連接

梁與柱剛性連接時(shí)，按抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，柱在梁翼緣上下各500mm的節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)，柱翼緣與柱腹板間或箱形柱壁板間的組合焊縫，應(yīng)采用全熔透坡口焊縫。

改進(jìn)梁與柱剛性連接抗震性能的構(gòu)造措施

對(duì)于有抗震性能要求的梁柱剛性連接，在遭遇罕見(jiàn)強(qiáng)烈地震時(shí)，應(yīng)在構(gòu)造上保證鋼梁破壞先于節(jié)點(diǎn)破壞，保證梁柱節(jié)點(diǎn)的安全，即“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則。

1）骨形連接

骨形連接是通過(guò)削弱鋼梁來(lái)保護(hù)梁柱節(jié)點(diǎn)。這種骨形連接在日本比較流行。

圖為骨形連接

2）楔形蓋板連接

在不降低梁的強(qiáng)度和剛度的前提下，通過(guò)梁端翼緣加焊楔形蓋板，增強(qiáng)梁柱節(jié)點(diǎn)。

圖為幾種常見(jiàn)的梁端翼緣加焊楔形蓋板做法

３）外連式加勁板連接

對(duì)于箱型或圓形截面柱與梁剛性連接，除了采用骨形連接、楔形蓋板之外，還可采用外連式加勁板連接，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度明顯大于鋼梁強(qiáng)度。

工字形截面柱在弱軸與主梁剛性連接

當(dāng)工字形截面柱在弱軸方向與主梁剛性連接時(shí)，應(yīng)在主梁翼緣對(duì)應(yīng)位置設(shè)置柱水平加勁肋，在梁高范圍內(nèi)設(shè)置柱的豎向連接板，其厚度應(yīng)分別與梁翼緣和腹板厚度相同。柱水平加勁肋與柱翼緣和腹板均為全熔透坡口焊縫，豎向連接板與柱腹板連接為角焊縫。主梁與柱的現(xiàn)場(chǎng)連接如圖所示。

圖為工字形柱弱軸與主梁剛性連接

梁柱節(jié)點(diǎn)域的加強(qiáng)工字形

由上下水平加勁肋和柱翼緣所包圍的柱腹板簡(jiǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)域。在周邊彎矩和剪力的作用下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)域的厚度不滿(mǎn)足規(guī)范公式的計(jì)算要求時(shí)，應(yīng)將節(jié)點(diǎn)域的柱腹板局部加厚或加焊貼板。

圖為節(jié)點(diǎn)域周邊的內(nèi)力

圖為節(jié)點(diǎn)域的加厚

梁與柱的鉸接連接

梁與柱的鉸接連接分為：僅梁腹板連接、僅梁翼緣連接。

不等高梁柱連接

當(dāng)柱兩側(cè)的梁不等高時(shí)，應(yīng)按兩側(cè)梁的高差分別考慮。當(dāng)梁高差大于150mm時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)梁翼緣高度的分別設(shè)置加勁板；當(dāng)梁高差小于150mm時(shí)，應(yīng)將梁高較小的梁端做成變截面，變截面坡度小于1：3，或者設(shè)置傾斜的加勁板。

圖為不等高梁柱連接節(jié)點(diǎn)

02各種截面柱的拼接連接

工字形截面柱的拼接接頭

柱的拼接節(jié)點(diǎn)一般都是剛接節(jié)點(diǎn)，柱拼接接頭應(yīng)位于框架節(jié)點(diǎn)塑性區(qū)以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考慮運(yùn)輸方便及吊裝條件等因素，柱的安裝單元一般采用兩層或三層一根，長(zhǎng)度12m以下。根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的具體條件，柱的拼接可采取焊接或高強(qiáng)度螺栓連接。

非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的焊縫連接，可采用部分熔透焊縫，坡口焊縫的有效深度不宜小于板厚度的1/2。有抗震設(shè)防要求的焊縫連接，應(yīng)采用全熔透坡口焊縫。

翼緣一般為全熔透坡口焊接，腹板可為高強(qiáng)度螺栓連接，當(dāng)柱腹板采用焊接時(shí)，上柱腹板開(kāi)K形坡口，要求焊透。箱形截面柱的拼接接頭應(yīng)全部采用焊接，為便于全截面熔透。

栓焊 全焊

箱形柱的焊接接頭

高層鋼結(jié)構(gòu)中的箱形柱與下部型鋼混凝土中的十字形柱相連時(shí)，應(yīng)考慮截面形式變化處力的傳遞平順。箱形柱的一部分力應(yīng)通過(guò)栓釘傳遞給混凝土，另一部分力傳遞給下面的十字形柱，如下圖所示。

兩種截面的連接處，十字形柱的腹板應(yīng)伸入箱形柱內(nèi)，形成兩種截面的過(guò)渡段。伸入長(zhǎng)度應(yīng)不小于柱寬加200mm，即L≥B+200mm，過(guò)渡段截面呈田字形。過(guò)渡段在主梁下并靠緊主梁。

兩種截面的接頭處上下均應(yīng)設(shè)置焊接栓釘，栓釘?shù)拈g距和列距在過(guò)渡段內(nèi)宜采用150mm，不大于200mm，沿十字形柱全高不大于300mm。

型鋼混凝土中十字形柱的拼接接頭，因十字形截面中的腹板采用高強(qiáng)度螺栓連接施工比較困難，翼緣和腹板均宜采用焊接。

變截面柱的拼接

柱需要變截面時(shí)，一般采用柱截面高度不變，僅改變翼緣厚度的方法。若需要改變柱截面高度時(shí)，柱的變截面段應(yīng)由工廠(chǎng)完成，并盡量避開(kāi)梁柱連接節(jié)點(diǎn)。對(duì)邊柱可采用有偏心的做法，不影響掛外墻板，但應(yīng)考慮上下柱偏心產(chǎn)生的附加彎矩，對(duì)中柱可采用無(wú)偏心的做法。柱的變截面處均應(yīng)設(shè)置水平加勁肋或橫隔板。

圖是變截面工字形柱的拼接

對(duì)于小截面的軋制方管或圓管，還可采用貫通式水平加勁隔板拼接，如下圖所示。

03各種截面梁的拼接連接

對(duì)于小截面的軋制方管或圓管，還可采用貫通式水平加勁隔板拼接，如下圖所示。

04次梁與主梁的連接

次梁與主梁的連接通常設(shè)計(jì)為鉸接，主梁作為次梁的支座，次梁可視作簡(jiǎn)支梁。其拼接形式如下圖所示，次梁腹板與主梁的豎向加勁板用高強(qiáng)度螺栓連接（圖a、b），當(dāng)次梁內(nèi)力和截面較小時(shí)，也可直接與主梁腹板連接（圖c）。

當(dāng)次梁跨數(shù)較多，跨度、荷載較大時(shí)，次梁與主梁的連接宜設(shè)計(jì)為剛接，此時(shí)次梁可視作連續(xù)梁，這樣可以減少次梁的撓度，節(jié)約鋼材。次梁與主梁的剛接形式如下圖所示。

05主梁的側(cè)向隅撐

按抗震設(shè)計(jì)的框架梁，在梁可能出現(xiàn)塑性鉸處（通常距柱軸線(xiàn)1/8～1/10梁跨處），梁上下翼緣均應(yīng)設(shè)置側(cè)向偶撐。側(cè)向隅撐可按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算，并應(yīng)滿(mǎn)足長(zhǎng)細(xì)比要求。

06梁腹板開(kāi)孔的補(bǔ)強(qiáng)

當(dāng)因管道穿過(guò)需要在梁腹板上開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)孔的位置和大小確定是否對(duì)梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)圓孔直徑小于或等于1/3梁高，且孔洞間距大于3倍孔徑，并避免在梁端1/8跨度范圍內(nèi)開(kāi)孔時(shí)，可不予補(bǔ)強(qiáng)。

當(dāng)因開(kāi)孔需要補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，彎矩由梁翼緣承擔(dān)，剪力由孔口截面的腹板和孔洞周?chē)难a(bǔ)強(qiáng)板共同承擔(dān)。圓形孔的補(bǔ)強(qiáng)可采用套管、環(huán)形補(bǔ)強(qiáng)板或在梁腹板上加焊V形加勁肋等措施予以補(bǔ)強(qiáng)，如圖下所示。

梁腹板上開(kāi)矩形孔時(shí)，對(duì)腹板的抗剪影響較大，應(yīng)在洞口周邊設(shè)置加勁板，其縱向加勁板伸過(guò)洞口的長(zhǎng)度不小于矩形孔的高度，加勁肋的寬度為梁翼緣寬度的1/2，厚度與腹板相同，如下圖所示。