装配式钢结构节点的核心技术探索与挑战

01装配式钢结构节点综述

对于我国这些年来所推动的装配式建筑发展而言，方钢管柱与梁的装配式连接节点，因其具备高效以及环保方面的优势，渐渐一跃而成为当下的研究热点。装配式钢结构跟传统建筑结构存在明显差别，它是于工厂之内进行预制的，如此一来便减少了现场施工所需要耗费的时间以及不确定性，并且还提升了建筑的绿色属性。钢结构建筑因具备高强度，且拥有良好的抗震性能，所以受到工程界的青睐与否这种情况，而在装配式钢结构里，方钢管柱与梁存在多种连接节点类型，像套筒式连接，模块化柱与梁连接，梁柱端板连接，柱与悬臂短梁连接，以及梁贯通式连接等，这些连接节点类型都皆获得了广泛的研究成果。

【 背景与发展 】

2016年，我国陆续颁布颁布了若干关于建筑行业发展实施的指导意见，当中明确规定提出推动装配式建筑发展的目标方向。传统的钢结构梁柱节点多采用焊接方式，然而现场焊接不但效率低下，而且还受环境受到环境和作业条件影响，致使焊缝质量难以保证。相比之余，装配式钢结构节点在工厂进行预预制，无需在现场施焊，这样不仅提高了施工效率与质量，还因环保施工减少了能耗、不可再生资源消耗以及碳排放，契合绿色建筑理念。

【 连接节点类型 】

在装配式钢结构里边，方钢管柱跟梁的连接节点存在不少类型，像套筒式、模块化之类，它们要跟不同材性、安装方面的需求以及承载功能相结合起来。这些节点借助不一样的构造方式以及连接方法，通常能够给出很棒的抗震表现以及耗能本事，给装配式建筑的发展给予了关键的支撑 。

02套筒式连接节点

在装配式钢结构里头，套筒式连接节点属于一种重要的连接方式，它使得设计与性能表现备受人们的关注。

【 套筒式节点构造和性能 】

套筒式节点利用全螺栓连接设计成为无焊接的状况，并且能够在厂内进行预制，进而展现出优良的抗震以及耗能性能。李黎明这些人提出了一款全螺栓连接的外套筒式 -H型钢梁梁柱连接节点，在对节点抗震性能展开深入研究后，发觉该节点不但抗震性能优异，耗能能力也出众，而且凭借适当加大外套筒的厚度，能够进一步提升节点的抗震性能以及刚度。然而，这种节点的安装颇为复杂，主要面临的挑战是其安装过程得在方钢管柱的闭口截面特性的限制条件下开展，致使装配过程相对麻烦。

王燕等人又进一步去探索对拉螺栓于装配式钢结构梁柱连接节点里的应用情况，特别是针对内套筒以及外套筒这两种类型的节点做了研究。在那份文献当中，有一种创新的内套筒 -T 型件梁柱节点被引入进来，这个节点把方钢管柱、内套筒、T 形件以及 H 型钢梁巧妙地结合在一起，借助高强螺栓以及对拉螺栓来进行稳固连接 。

【 套筒式节点安装与设计挑战 】

调查显示，内套筒厚薄程度跟柱壁间的缝隙，对于节点性能有着明显影响，必须严格把控。当套筒厚度超越柱壁厚度达到一定数值的时候，节点滞回性能呈现出最佳状态。然而，内套筒节点设计同样面临着难题，对拉螺栓的运用致使对称凹屈现象出现，这在一定程度上对节点的耗能能力造成了影响。

03模块化连接节点

预制化且快速安装而著称的模块化节点，是装配式钢结构里，一个重要的研究领域。

【 模块化节点设计和性能研究 】

模块化节点，它结合了方钢管柱和钢梁，采用全螺栓连接方式，展现出了比较好的延展性以及耗能能力。刘学春等研究者，针对焊接、栓接以及栓焊混合连接节点，进行了深入的有限元建模与分析，在这些连接节点中，全螺栓连接节点表现出了良好的承载力与延性。

在刘学春等人的工作里，他们针对方钢管柱与H型钢的全螺栓连接模块化节点展开了深度探究，其探究方式是，对法兰板厚重程度予以更改，对螺栓粗细加以变换，对盖板之上的螺栓数量进行调整，借此对节点性能予以全方位剖析，结果发现，螺栓数量一旦增多，节点耗能能力便能够得到有效提升。

【 模块化节点的抗震研究 】

于模块化节点设计里头，削减柱轴压比，增添加劲肋，能够切实有效地改良性能，一份研究结果表明，于实际运用里头，这般的设计举措能够提升节点的极限承载力以及稳定性，然而，模块化建筑跟基础连接节点的设计空白区域，限制了它的进一步拓展以及高层建筑的应用潜能。

04悬臂短梁与端板连接节点

方钢管柱与悬臂短梁的连接能够灵活布置，满足多样化设计需求。

【 悬臂短梁节点的多样性设计 】

对方钢管柱跟悬臂短梁做组合设计，经由工字钢与双拼槽钢节点的测验探究，改善了节点上面翼缘的应力情况。郭志鹏等一些学者针对方钢管柱与带有Z形悬臂梁段以及削弱梁段的连接节点展开了深入的抗震性能研究，工字钢的节点在耗能这方面展现得稳定，然而双拼槽钢梁节点却在削弱区域有失稳现象出现。

【 端板连接的耐久性与改进 】

端板连接节点，因螺栓安装空间受到限制，从而给人机交互性带去了挑战。单向螺栓技术，为端板节点给出了一种改进的思路。其承载能力以及转动能力，需要进一步的理论支撑。李国强等学者，创新地把单向螺栓技术，引入到端板连接节点，提供了一种不需要现场焊接的解决方案。

05梁贯通式节点

梁贯通式节点因设计简洁而在装配式钢结构中占有一席之地。

【 梁贯通式节点的应用与挑战 】

将梁贯通安置的那种节点，于低层建筑里的运用是机灵便捷的，但一到达高层，或许会遇上关于支承受力能力方面的难题。刘浩晋以及其他一些专家展开了周全的探究，发觉柱子因轴向压力而形成的比率，对节点的性能有着明显的作用。要是柱子因轴向压力而形成的比率过大，那么节点有可能会出现柱子截面的那种容易裂开的损坏状况，所以提议把控柱子因轴向压力而形成的比率不超过0.3 。

装配式钢结构的发展，不但提升了施工效率，而且因具备环保特性以及卓越的建筑性能，从而成为未来建筑发展的关键方向。即便这样，各不同类型的节点，直至如今依旧面临着各种各样的技术挑战，需要开展进一步的研究以及探索，借此期望推动装配式钢结构在建筑领域广泛应用。