高层钢结构节点做法图集16G519中的节点域加强做法讨论

在《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》16G519的第19页，有关于 钢框架结构梁柱节点域抗剪不足时的补强做法 ，如图1所示。

图1  节点域补强措施     

图1中，除了公式里的 t _min 需要移到根号外面外，无其他勘误说明。在该做法的2-2剖面中（图2），说明了补强板与原H型截面柱的连接做法。此节点图已作为工程设计人员常用的总说明选用的做法，一直作为权威做法予以采用。

图2  2-2剖面

1、节点做法中补强板的厚度，要求不小于6mm，大概是因为补强板太薄时，不好实施与H型钢腹板的塞焊以及与翼缘的焊接（或有弱节点域设计思想作祟）。但如果6mm满足强轴抗剪补强需求，是否能满足与弱轴框架梁翼缘及腹板的应力传递？尤其在弱轴框架梁翼缘及腹板厚度大于6mm较多时，弱轴翼缘与腹板不能直接通过H型钢柱的腹板进行传力，是否存在隐患。

2、对于热轧H型钢，由于在翼缘与腹板连接处均为轧制的圆弧过渡，半径从8~22mm不等（图3）。在此半径下能否实施如图四的焊缝形式？对于焊接H型钢，则焊缝在腹板翼缘交接处重叠施焊；对于图1中的 ③ 节点做法，补强板与H型钢腹板的焊接也与弱轴横隔板与H型钢腹板的焊缝相干扰。        

图3 热轧H型钢断面示意

图4  图1中补强板与H型钢翼缘的对接焊缝

(a)两块加强板           (b)节点板的焊接接求

图5 童根树教授 《钢结构设计方法》一书 建议的做法

（a）热轧H型钢的低韧性区

（b）加劲肋的焊接要求     

图6 H型钢腹板的低韧性区及梁柱节点加劲焊缝

对于钢框架梁柱节点区抗剪的机理，节点区腹板的剪力所形成的米塞斯屈服，是来源于框架梁上下翼缘的反向拉压力（图7），而不是由框架梁的腹板传来。因此，凡是节点区内布置与节点水平加劲肋进行焊接的补强板，均能获得与梁翼缘的相同变形趋势，也就能参与节点区的抗剪。出于此考虑，不妨将补强板往外侧平移，在弱轴框架梁腹板连接板两侧焊接两块单独的补强板，此补强板可与节点周边板件安全施焊而不会与先前焊缝产生纠葛（图8）。     

图7 框架梁柱节点域抗剪形成机理

图8  补强板外移的节点域加强做法

图8中的补强板是在弱轴梁连接腹板及水平加劲肋施焊完成后再进行，由于加强板的厚度一般不是很大，进行单侧焊接即可。      

图7中，由于柱子翼缘的拉压效应也同时引起节点域的竖向抗剪变形，各位同志可以探讨下，在轴力作用下，节点域竖向抗剪的主应力方向会偏向哪个角度？外移补强板不与框架柱的翼缘进行焊接是否可行？