身份证号：51022119800817XXXX 四川成都 610000
摘要：钢结构建筑设计的关键在于各种节点的设计，而各种节点中梁柱节点是钢结构最为重要的节点，梁柱节点一旦出现问题，将会对建筑产生重大影响，节点设计质量直接关系到建筑物的结构安全和稳定性，梁柱节点的设计质量显得尤为重要，本文针对钢结构建筑节点设计中的出现常见问题及优化措施进行分析和探讨。
关键词：钢结构；梁柱节点；关键问题；节点设计
1引言
钢结构建筑质轻、施工快捷、可重复利用、符合当前绿色建筑发展理念要求，但是钢结构建筑的节点设计若出现问题，将会严重影响着钢结构建筑的质量。钢结构中采用的材料主要是钢，材料强度很高，能有效保证建筑物的支撑力度。同时，钢结构建筑施工效率高、速度快，投入的成本又较低，能够有效保证企业的经济效益。当前，我国提倡可持续发展的大背景下，钢结构建筑形式作为无可取代的中坚力量存在于建筑业中。
钢结构连接节点设计是钢结构整个设计工作中的重要环节，连接节点的设计是否安全，对保证钢结构的整体性和可靠度、对制造安装的质量和工程进度以及整个建设周期和成本都有着直接的影响。栓焊连接试件因梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂而失效；梁柱相连的受拉角钢在螺栓孔处发生断裂，其节点因梁端腹板螺栓孔发生承压破坏而失效[]；但是在设计中在节点设计方面应引起重视，应避免在后期中出现问题，设计师一定要严格按照标准要求进行设计。
2钢结构在中梁柱节点的类型特性及构造
钢结构中梁柱节点的连接类别有刚节点、铰接点，半刚性连接节点。通常情况下梁柱节点为刚节点，这种节点既可以承担剪力还能承担梁端（柱端）弯矩，通常采用螺栓连接或者焊接的方式，采用螺栓链接时螺栓数量较多，采用焊接方式时通常位满焊，此外还要求刚节点的屈服强度或力学性能不低于连接该节点构件钢材的强度；刚节点可以增加一些连接板、垫块、牛腿、构件加腋等措施，增大连接构件断面间连接面积，从构造上来满足节点设计要求，确保节点受力性能得到满足[]。
铰接点通常是只承担剪力，能不能传递弯矩的节点，有的铰接点能传递部分弯矩。一般而言，抗风柱与钢梁的连接属于这类节点，这种节点通常采用螺栓连接，螺栓数量较少，且螺栓孔为长条型，允许在荷载作用下栓杆在规定的范围内移动。铰接点也可以通过中间连接板焊接，连接板为不过对焊接的构造要求低一些；半刚性节点要求节点的弹塑性比连接构件要低，通常在结构设计的理论研究中存在，实际应用较少。
我国抗震设防规范中规定节点设计要“强节点弱构件”[]，这种抗震思想的提出已经说明业内人员对建筑结构的节点引起足够重视，然而，节点做的太刚，不能满足突发荷载剧增的受力情况，节点太柔也不能满足构件对接点的刚度要求。钢结构节点属于哪一种类别，应由构件实际受力情况来定，在一些受力特殊的部位也可以是结构设计师确定，为了确保节点的受力性能，采用刚节点的做法，这种做法通常会使的节点刚度较大，有的会导致节点连接部位应力集中，从而使得构件在荷载作用下产生较大变形，最终导致节点破坏。另一种做法就是要确保节点的延性使其在受力过程中节点处构件有较小范围的变形，一旦节点或构件达到较为理想的手里状况，即锁定节点，这种做法在欧美国家抗震设计中常有体现，改善节点的受力性能是节点设计的目标之一。
3钢结构中梁柱节点的设计
3.1焊接节点设计
梁柱刚性连接中梁端剪力与弯矩向柱传递，梁端剪力则主要由梁腹板承担，而弯矩主要由梁的翼缘承担。目前抗侧力框架和梁柱的抗弯连接均采用刚性方案。焊接节点，焊接方法由电弧焊、气焊、电渣焊、电弧焊；焊缝形式有对接焊缝或者角焊缝，对接焊缝的有点事用料经济、传力均匀、没有显著的应力集中现象，对于承受动力荷载的结构采用对接焊缝最为有利。在对接焊的接头中，垂直于轴心拉力或者压力的对接焊缝强度计算可用
.png)
，当弯矩火减力作用在焊缝上，正应力的计算可以用公式
.png)
，而剪应力计算则为
.png)
，用上述公式计算得出的营利还应满足
.png)
；在梁柱节点设计时，焊缝拼接处的构件宽度或者厚度不同或厚度相差较大（大于4mm及以上）应分别在宽度方向或厚度方向从一侧做成坡度不大于1：2.5的斜角，若构件承受动力荷载且需要对构件进行疲劳验算时，其斜角坡度不应大于1：4，从而避免焊接构件应力集中现象；此外，若采用角焊缝时，最小焊脚尺寸要符合规范要求，对接点设计时，角焊缝计算长度不得小于8hf或40mm，同时计算长度也不得大于60hf，超出部分不参与受力计算，若内力沿侧面角焊缝全场分布，起计算长度不限。全焊节点的设计时应根据“强节点弱构件”的原则，适当加强节点，削弱梁截面，但应确保梁不发生失稳。
3.2螺栓连接节点设计
螺栓连接采用的螺栓有普通螺栓和高强螺栓，在梁柱主要节点设计时，两种形式的螺栓均可采用，当节点荷载较大时采用高强螺栓。采用普通螺栓时，单个螺栓的抗剪承载力设计可用公式
.png)
计算，而抗压承载力可用公式
.png)
来计算。而单个螺栓的受拉承载力计算公式
.png)
来计算，对直接承受动力荷载作用的受拉连接，应采用双螺帽或其他房子螺帽松动脱落的有效措施。连接节点设计采用高强螺栓时，该种连接形式施工要求十分严格，但是对于结构承受静荷载载十分有利，可简化制造和安装，减少螺栓的数量（较之于普通螺栓而言），特别是在高层和超高层钢结构节点设计中，连接节点均采用高强度螺栓连接方式可节省钢材，减少人工作业工作量。高强螺栓又分为摩擦型和承压型高强螺栓，二者有所区别，高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载作用的结构中。高强螺栓连接计算与普通螺栓类似，但单个螺栓抗剪、受拉承载力计算公式有所区别，这里就不一一赘述。
3.3螺栓与焊缝混合连接节点设计
通常情况下，梁翼缘与柱翼缘完全采用坡口焊接，而梁腹板采用普通或高强螺栓与柱翼缘连接的形式，这种方式施工比纯焊接方式的节点简单易行，连接效果有保障，同时也是国内专家和学者们均认可的一种连接形式。这种形式的连接节点延性介于焊接与螺栓连接之间，在经过多次非常剧烈的反复加载后会发生塑型破坏，表明与柱子腹板的这种连接具有的延性较全焊接连接节点具有的延性稍差，栓焊混合节点也能满足工程抗震所要求的延性。在对钢结构梁柱节点设计时，还应考虑构件本身的力学性能与节点性能结合，综合发挥最好的承载与抗震能力。
4钢结构在节点设计中的其他注意事项
4.1 合理的布置钢结构的形式
钢结构在施工建设过程中的形式主要有平面架设计形式、立体架设计形式、框架设计形式等，在实际的设计过程中，必须对各种形式有充分的了解，这样才能根据不同形式特点的不同，设计出不同效果。然而在实际建设过程中，要根据建筑的特点，来进行不同形式的钢结构设计。
4.2 钢结构设计过程中的合理性分析
钢结构设计包含着多门学科，所以，对于设计人员的专业知识要求是极其重要的。建筑企业在招工设计团队时，对于设计团队的技术水平与专业性要有一定的了解，从而确保钢结构设计不出现质量等问题。而设计团队对于自身也要有一定的技术要求，对于每个技术人员，技术都要达到一定水平，确保团队的综合性实力，在工程建设过程中，保证钢结构设计的质量。
5结束语
建筑行业对于钢结构的使用越来越广泛，钢结构承载能力强，有一定的抗震能力，而且建设成本较低。而且钢结构的使用，节省了我国的资源消耗，提高了建筑工程的质量。然而在钢结构设计过程中，要确保钢结构的质量，合理的进行设计，提高设计人员的专业水平，让钢结构在建筑工程中的使用越来越多，不断的促进建筑行业的发展。
参考文献：
[1] 孟宝，钟炜辉等基于节点刚度的钢框架梁柱子结构抗倒塌性能试验研究[J].工程力学2018（06）：P88-95
[2] 唐利英，葛炜炜钢结构梁柱节点设计分析[J].科学论坛2012，（25）：P583
[3] 张丽侠.钢结构在建筑结构设计中存在的问题[J].科学与财富，2020，（2）：P236.
[4] 汪超宇，卫高峰.钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析[J].建筑工程技术与设计，2020，（11）：873.
[5] 李国强，刘清平，王静峰．水平荷载作用下足尺半刚性连接组合梁框架试验［J］．土木工程学报，2007，40（12）：8-16．
[6] 徐静伟.关于钢结构梁柱节点连接设计的优化分析［J］.河南建材，2019（01）：28-29.