近年来，不同形式的多高层装配式框架体系形式不断出现，具有代表性的有盒子式多层钢框架体系、ConX 体系以及其他全螺栓装配式钢框架体系，这些钢框架体系具有装配程度高、施工速度快、安全性高等诸多优点。装配式梁柱节点是钢框架体系的关键部位，直接决定着钢框架体系的受力性能和安装效率，下面对装配式钢框架结构体系中的梁柱节点的相关研究展开论述。

1 盒子式模块化房屋装配式梁柱节点

盒子式模块化装配式钢结构建筑是一种工业化程度较高的建筑形式，首先在工厂内完成建筑的结构部分、设备安装和装修等工作，然后将各个模块单元运输到施工现场进行组装。盒子式模块化装配式钢结构建筑具有施工速度快、质量高、建设周期短、安全性高等诸多优点，具有广阔的应用前景。

刘学春等提出一种装配式钢结构模块建筑体系( 图22) [30]，梁与柱直接焊接成完整的框架单元，上下层柱拼接时，上下层柱之间加填一块法兰盘，在拼接面柱周围加工出环状螺栓孔，通过一圈螺栓完成上下柱的拼接( 图23) 。刘明扬等针对图24 所示模块化钢框架结构提出一种新型板式连接内套筒模块化钢框架连接装置( 图25) [31-32]，该节点通过内套筒和连接板组件实现上下柱的连接，先把内套筒插入下层钢管柱中，完成下柱与连接板的焊接，上柱就位后，再把上柱与连接板焊接在一起，从而完成节点的连接; 与图23 相比，该方案增加了内套筒的设计，可提高节点的刚度和结构的抗剪能力，不足之处在于该方案使用焊缝完成连接板与柱的连接，不如采用螺栓连接施工方便。加拿大学者Jothiarun 提出一种新型的模块化钢结构体系[33]，它采用了铸钢连接器和空心结构钢构件，如图26 所示，在拼接位置，矩形管梁通过铸钢连接器实现与柱的连接，梁由顶梁和底梁组成，顶梁和底梁分别采用不同的铸钢连接器相连，上下铸钢连接器之间设有限位销并通过两个螺栓实现上下层的连接。盒子式模块化节点力学性能研究如下。

图22 盒子式模块体系装配示意

图23 模块化节点

图24 模块单元组成的多层框架结构

图25 模块化板式内套筒连接节点

图26 采用铸钢连接器装配式节点

1) 图23节点的有限元分析表明: 螺栓规格较大的模型承载力更高，梁翼缘栓接可以提高节点的承载力，节点满足抗震设计要求。该钢结构模块建筑体系，在工厂完成建筑模块的加工和装修，现场只需采用高强螺栓来拼装各个建筑模块，缩短了施工时间，减少了建筑施工对环境污染，该体系中的建筑模块可以进行循环利用，体现了绿色的发展理念[34]。

2) 图25节点有限元研究表明: 在静力荷载作用下，该节点的梁与柱连接区域形成塑性铰，连接板与套筒相连的区域存在应力集中现象; 增加内套筒厚度可以改善内套筒的应力状态; 改变连接板厚度和内套筒厚度对节点承载力影响不大。

3) 图26节点的试验和有限元分析表明: 通过降低铸钢连接器的厚度，可以在满足结构受力的前提下，使模块化结构更轻、更经济。该连接在轴向压缩载荷作用下的破坏模式为非弹性整体屈曲，具有较好的延性。上下梁连接螺栓的位置影响连接的抗拉强度，当连接上下层模块的两个螺栓的位置由柱侧移动到距柱12. 7 mm 时，节点连接刚度显著增加，当受到轴向拉力时，连接螺栓的位置可以调整，以达到更高的刚度和承载能力。

2 钢框架体系中的装配式钢结构梁柱节点

ConX 体系是由美国公司研发的新型装配式钢结构体系。该结构体系由H 型钢梁、方钢管柱、梁柱连接组件、压型钢板与混凝土组合楼盖及基础组成[35]。ConXL 连接节点可以保证方钢管柱的连续，通过柱角部和梁端部套板的螺栓连接，实现梁柱之间力的传递，该节点在安装现场可实现快速装配。图27 为ConXL 节点的构造图。文献[36-37]对ConXL 节点进行了研究试验和有限元分析表明: 螺栓与套板外缘的位置越接近，螺栓杆的轴向应变越大，滑移越小。在单轴、平面和双轴荷载作用下，柱子并未发生明显的局部屈曲，该节点具有良好的抗震性能。

图27 ConXL 节点

Liu 提出了一种适用于模块化钢结构的现场螺栓连接方法(图28) [38]，该节点组成的装配体系如图29 所示。节点中柱子由上柱、下柱、柱座组成，上下柱分别焊接法兰板与柱子中间模块进行螺栓连接，梁的上下翼缘与柱子法兰板通过两块连接板进行螺栓连接，梁腹板与柱座通过两块连接板进行螺栓连接，最终实现方钢管柱与工字形钢梁的全装配式连接。试验和有限元分析结果表明: 节点区域螺栓数量是影响连接性能的主要参数，节点区域螺栓越多，节点滞回曲线越饱满; 节点区域附近梁法兰变形越大，节点耗能能力越大。该连接具有良好的抗震性能，满足现场安装方便、装配快捷的要求。

图28 节点装配示意

图29 装配体系