浅议钢筋混凝土梁端铰接与固结

PKPM建模计算时，钢筋混凝土结构梁支承于墙、柱、主梁及其它支承构件时，通常采用铰接节点和固结节点两种基本假定。所谓铰接节点，是指仅能传递竖向力和水平力，而不能传递弯矩的构件相互连接方式，而固结节点，是指既能传递竖向力和水平力，又能传递弯矩的构件相互连接方式。其实刚接和铰接都是理想概念，分别指梁端能承担无限大的弯矩和完全不能承担弯矩。一般情况下，能承受弯矩大的连接方式就称为刚性固结节点，而承受较小弯矩时，就偏向于形成柔性铰接节点。铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力，允许此梁在两端形成塑性铰而产生裂缝，但是不会破坏。实际工程中，钢筋混凝土预制梁大多采用铰接连接，如桥梁，还有诸如厂房的吊车梁等，另外，钢结构中大量的次梁，也多采用铰接连接的简支梁结构。然而，现浇钢筋混凝土结构梁端连接，通常是介于铰接和固结两者之间。

钢筋混凝土结构梁到底如何受力？其实，就是结构设计师想让它怎么受力，就怎么受力。问题的关键是，连接节点构造，要能保证结构设计师所预期的构件受力意图。铰接和固接是通过构造措施保证的，我们所能做的就是使我们的构造措施能满足工程的需要。

下面就现浇钢筋混凝土结构梁铰接和固结设计的几种情况，分别予以讨论分析。

如今的混凝土框架结构大多是现浇结构，由于主梁的线刚度一般比次梁大，因此建模计算时，可以将次梁与边梁连接按刚接节点考虑。当次梁跨度较大或受力较大时，次梁梁端弯矩对主梁造成扭矩影响，需要考虑主梁扭转，同时在计算中，考虑次梁梁端开裂后的半固结内力调整效应。

在柔性设计中，即使刚接的节点，在地震力的作用下，也会考虑钢筋屈服而形成“塑性铰”。变成铰接节点，也就是原本的框架梁会变成类似简支梁，从而消耗地震力。

实际工程中，通过控制施工工艺来达到不同的梁端刚度。例如需要简支的场合，就用预制构件并且后期安装，甚至减小接触面，以便节点能够转动，需要刚接的场合，通常都用现浇结构整体施工，如果节点刚度依然不足还可以用加腋来加强等。

某些受到内力特别大的梁，首先应考虑让它首先出现塑性铰破坏，那么可以设置铰接，让模型计算更加容易通过，典型的如某些剪力墙的连梁等。

但是由于塑性铰的出现，往往难以你的意志为转移，所以这个方法不宜多用。一般来讲，现浇钢筋混凝土梁之间都是刚接，没有严格意义上的铰接。如果设置为铰接，在构造上应采取相应措施。

如铰接梁定义太多，会导致内力重分布，使内力分配不合理因素加大，计算结果也可能不合理。除非计算的内力和配筋明显不符合实际情况，才建议在SATWE特殊构件定义时将其改为铰接。

井字梁与框架主梁的交接处是否要定义为铰接，关键要看框架梁对井字梁的约束情况，如果井字梁在支座处为连续梁，即主梁两侧都有，则不宜按铰接计算，反之则应按铰接计算，但设计时应注意实际存在的约束作用，采取必要的构造措施。