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如何做好钢结构设计节点设计

七.节点设计

节点的设计应该遵循简洁，可靠，便于施工的原则，并且要考虑当前的施工水

平。发达国家的钢结构节点多考虑尽量用高强度螺栓，少用焊接，因为他们的

人工费用很高，工厂加工的机械化程度和精度较高。而目前我们还达不到这一点，

还是安装螺栓加焊接用得多。这是中国的特色。因此很多情况不能照搬国外。下面

介绍的是笔者在工作中经常遇到的节点问题，力求对新手有所启发和帮助，偏重于

构造，具体计算，都有章可循，就不赘述了。

7.1柱脚

柱脚有多种形式，一般考虑与基础嵌固比较合适，近几年的实践证明，插入式

的柱脚是一种比较好的形式。无论是设计，还是施工，都很简单。尽管有时材料会

稍多一些，但如考虑加工及安装费用的节省，可能总的造价还低一些。另外还可以

免去交叉施工时对地脚螺栓防护的烦恼。有一些参考图集中，柱脚要求预

先焊上抗剪栓钉，笔者认为大可不必，除非是柱子受到极大的拉力。但柱脚下部加

焊一块底板是必要的，一是便于找平，二是可以增加嵌固的能力，二次浇灌层的厚

度宜＞100mm,便于找平。按抗震规范的要求，凡是考虑抗震设防，柱脚插入深度应

是两倍柱高。

7.2操作平台

小尺寸的操作平台（如长向尺寸＜5米），应按一个构件整体考虑为好，在现场

地面上将整个平台焊好，然后再安装到支乘构件上，不必将平台中的每一个小梁都

考虑为一个构件在高空进行现场拼装。

7.3梁与梁的连接

梁与梁的连接最常用到的是铰接。一角一板几乎是中国的经典连接方式，见图

10中的（a）,角钢是在工厂焊在主梁上的，它除了起连接作用外，还有定位的作

用。板是用安装螺栓临时固定在次梁上，在现场用三道焊缝将次梁连接于主梁上，

因此，有两条工厂焊缝，有三条工地焊缝，不可混淆。在次梁与主梁为斜交

的情况，角钢的一个肢要弯折，不如改成两个板的连接，此时，位于主梁上的定位

板还可以兼作加劲肋，如（b）所示。这个节点要注意，如果是用高强度螺栓连接，

次梁与主梁腹板的间隙s不小于20mm即可，但是如果采用焊接，考虑施焊的可行，

s则必须大于70mm，再加上螺栓的孔距80mm，因此梁要160mm以上才行。如果次梁

不是太大的话，不如采用如（d）所示的节点，更为简单。许多设计手册更喜欢如

（c）所示的节点，理由是次梁传来的剪力的作用点离腹板近，因此

附加弯矩小一些，其实除非是主梁位于边跨，如果是中间，再考虑有铺板的情况，

这一附加弯矩是很小的。如（d）所示的节点可以节省次梁材料，且加工，安装都

很方便。

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：

事实上，上面的连接都不是真正的铰接，两条垂直焊缝可以传递不小的弯矩,因

此考虑次梁的剪力所产生的附加弯矩可能在大多数情况下没有什么实际意义工程

经常遇到弯矩不大的悬臂梁，如休息平台梁，习惯的做法是在两个梁的上部加焊一

条钢板，这样做铺设平台钢板的时候，要切口，而且如果是上翼缘宽度较小小型槽

钢梁，钢条的尺寸会很小，此时可以用（e）的做法，简单省事。

7.4梁与柱的连接

梁与柱的连接通常有刚性连接和半刚性连接，如图11（a）是刚性连接，

（b）、

（c）是半刚性连接，其（b）是接近于铰接的半刚性连接，（c）是接近于刚接的

半刚性连接。有的书中称（b）为柔性连接，其实所谓的半刚性连接（Semi-Rigid

就是指能抵抗弯矩的同时又产生不可忽视的节点相对转角的连接节点，所以没必要

再增加一个柔性连接的称呼。有不少资料和手册将（b）称之为铰接，显然是不妥当

的，正如我们在上面讲梁与梁的连接时所提到的：两条垂直焊缝或两排螺栓都可以

传递不小的弯矩，因此不可能是铰接节点。只有象（d）所表示的置于牛腿上的连接

（类似吊车梁）才接近于铰接。半刚性连接节点的研究是目前的一个热门，尤其是

在结构抗震研究方面，一些地震灾害的调查显示，在抗震性能方面半刚性连接较比

刚性连接有很多优点。

图中梁腹板与柱的连接是用安装螺栓，一些资料中是用高强度螺栓摩擦型连接，两

种形式都是可以的。

对于刚性连接，这次新规范规定的比较细致（见GB50017的7.4节）这一节是老规

范没有的，基本上参考国外的居多。尤其是柱腹板节点域规定的比较严格，对于轻

型钢结构，此处