钢框架梁柱连接节点构造，图文并茂

来源：钢结构设计

01梁与柱的连接

梁与柱刚性连接的构造，形式有三种。

1）梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接，即全焊接节点；

2）梁翼缘与柱全熔透焊接，梁腹板与柱螺栓连接，即栓焊混合节点；

3）梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接，即全栓接节点；

图为三种梁柱刚性连接节点

梁与柱刚性连接的构造

1）工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接的细部构造；

图为梁与柱刚性连接细部构造

2）工字形柱和箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种：

a、悬臂梁与梁栓焊混合节点；b、悬臂梁与梁全栓接节点。

图为柱带悬臂梁段与梁连接

梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。

改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施

对于有抗震性能要求的梁柱刚性连接，在遭遇罕见强烈地震时，应在构造上保证钢梁破坏先于节点破坏，保证梁柱节点的安全，即“强柱弱梁、强节点弱构件”的设计原则。

1）骨形连接

骨形连接是通过削弱钢梁来保护梁柱节点。这种骨形连接在日本比较流行。

图为骨形连接

2）楔形盖板连接

在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板，增强梁柱节点。

图为几种常见的梁端翼缘加焊楔形盖板做法

３）外连式加劲板连接

对于箱型或圆形截面柱与梁刚性连接，除了采用骨形连接、楔形盖板之外，还可采用外连式加劲板连接，节点强度明显大于钢梁强度。

工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接

当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。主梁与柱的现场连接如图所示。

图为工字形柱弱轴与主梁刚性连接

梁柱节点域的加强工字形

由上下水平加劲肋和柱翼缘所包围的柱腹板简称为节点域。在周边弯矩和剪力的作用下，当节点域的厚度不满足规范公式的计算要求时，应将节点域的柱腹板局部加厚或加焊贴板。

图为节点域周边的内力

图为节点域的加厚

梁与柱的铰接连接

梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接。

不等高梁柱连接

当柱两侧的梁不等高时，应按两侧梁的高差分别考虑。当梁高差大于150mm时，应在两侧梁翼缘高度的分别设置加劲板；当梁高差小于150mm时，应将梁高较小的梁端做成变截面，变截面坡度小于1：3，或者设置倾斜的加劲板。

图为不等高梁柱连接节点

02各种截面柱的拼接连接

工字形截面柱的拼接接头

柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用两层或三层一根，长度12m以下。根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。

非抗震设计时的焊缝连接，可采用部分熔透焊缝，坡口焊缝的有效深度不宜小于板厚度的1/2。有抗震设防要求的焊缝连接，应采用全熔透坡口焊缝。

翼缘一般为全熔透坡口焊接，腹板可为高强度螺栓连接，当柱腹板采用焊接时，上柱腹板开K形坡口，要求焊透。箱形截面柱的拼接接头应全部采用焊接，为便于全截面熔透。

栓焊 全焊

箱形柱的焊接接头

高层钢结构中的箱形柱与下部型钢混凝土中的十字形柱相连时，应考虑截面形式变化处力的传递平顺。箱形柱的一部分力应通过栓钉传递给混凝土，另一部分力传递给下面的十字形柱，如下图所示。

两种截面的连接处，十字形柱的腹板应伸入箱形柱内，形成两种截面的过渡段。伸入长度应不小于柱宽加200mm，即L≥B 200mm，过渡段截面呈田字形。过渡段在主梁下并靠紧主梁。

两种截面的接头处上下均应设置焊接栓钉，栓钉的间距和列距在过渡段内宜采用150mm，不大于200mm，沿十字形柱全高不大于300mm。

型钢混凝土中十字形柱的拼接接头，因十字形截面中的腹板采用高强度螺栓连接施工比较困难，翼缘和腹板均宜采用焊接。

变截面柱的拼接

柱需要变截面时，一般采用柱截面高度不变，仅改变翼缘厚度的方法。若需要改变柱截面高度时，柱的变截面段应由工厂完成，并尽量避开梁柱连接节点。对边柱可采用有偏心的做法，不影响挂外墙板，但应考虑上下柱偏心产生的附加弯矩，对中柱可采用无偏心的做法。柱的变截面处均应设置水平加劲肋或横隔板。

图是变截面工字形柱的拼接

对于小截面的轧制方管或圆管，还可采用贯通式水平加劲隔板拼接，如下图所示。

03各种截面梁的拼接连接

对于小截面的轧制方管或圆管，还可采用贯通式水平加劲隔板拼接，如下图所示。

04次梁与主梁的连接

次梁与主梁的连接通常设计为铰接，主梁作为次梁的支座，次梁可视作简支梁。其拼接形式如下图所示，次梁腹板与主梁的竖向加劲板用高强度螺栓连接（图a、b），当次梁内力和截面较小时，也可直接与主梁腹板连接（图c）。

当次梁跨数较多，跨度、荷载较大时，次梁与主梁的连接宜设计为刚接，此时次梁可视作连续梁，这样可以减少次梁的挠度，节约钢材。次梁与主梁的刚接形式如下图所示。

05主梁的侧向隅撑

按抗震设计的框架梁，在梁可能出现塑性铰处（通常距柱轴线1/8～1/10梁跨处），梁上下翼缘均应设置侧向偶撑。侧向隅撑可按轴心受压构件计算，并应满足长细比要求。

06梁腹板开孔的补强

当因管道穿过需要在梁腹板上开孔时，应根据孔的位置和大小确定是否对梁进行补强。当圆孔直径小于或等于1/3梁高，且孔洞间距大于3倍孔径，并避免在梁端1/8跨度范围内开孔时，可不予补强。

当因开孔需要补强时，弯矩由梁翼缘承担，剪力由孔口截面的腹板和孔洞周围的补强板共同承担。圆形孔的补强可采用套管、环形补强板或在梁腹板上加焊V形加劲肋等措施予以补强，如图下所示。

梁腹板上开矩形孔时，对腹板的抗剪影响较大，应在洞口周边设置加劲板，其纵向加劲板伸过洞口的长度不小于矩形孔的高度，加劲肋的宽度为梁翼缘宽度的1/2，厚度与腹板相同，如下图所示。