鋼與砼混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點研究進展

楊志保++陳昌燕

【摘 要】隨著人民群眾生活水平的逐漸提高，對建筑物的要求也有所提升，建筑物不僅要具備居住的性能，其安全性能也十分重要。鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)是現(xiàn)階段建筑領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性和安全性與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)相比有很大的提升。鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)節(jié)點一般都會采用半剛性連接的形式，這種連接方式簡單、實用、可操作性強，還能夠達到節(jié)約能耗的目標(biāo)，大大降低了建筑物面對地震災(zāi)害時候的威脅。目前我國針對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究還不成熟，還有很多問題需要完善。

【關(guān)鍵詞】鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu) 半剛性連接節(jié)點 研究進展

鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)就是我們常說的鋼混結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代化建筑設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)。顧名思義，鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)就是將鋼筋與混凝土相結(jié)合，鋼筋能夠承受拉力?；炷聊軌虺惺軌毫Γ叩南嗷ヅ浜咸嵘ㄖ姆€(wěn)定性，一般采用鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的建筑物都具備堅固、耐久、防火性能好、抗震性能好的基本特征。鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的半剛性連接問題一直是建筑領(lǐng)域中的熱點話題，一開始人們會通過簡化結(jié)構(gòu)的方式進行分析，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究也更加的完善。

1 鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究背景

我國建筑工程中鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)節(jié)點通常會采用鋼框架的方式進行連接，將鋼框架結(jié)構(gòu)的梁與柱的節(jié)點連接之后，由栓接向栓焊與焊接的方式轉(zhuǎn)變，或者是處于完全剛性的狀態(tài)，或者是出去完全鉸接的狀態(tài)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)節(jié)點連接方式的研究也結(jié)合了先進的計算機技術(shù)，通過科學(xué)的配比與計算我們發(fā)現(xiàn)，鋼框架連接方式其實是處于剛性連接與鉸接之間的半剛性連接。

通過對日本與美國建筑物在地震中的表現(xiàn)進行分析，完全剛性梁柱節(jié)點連接的方式并不具備良好的抗震性能，并且存在著不同程度的脆性，這種脆性會對建筑物造成一定程度的破壞，尤其是在面對地震等自然災(zāi)害的時候，會給人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成巨大的損失。建筑物的這種脆性主要表現(xiàn)在梁與柱節(jié)點連接處的焊縫區(qū)，大多數(shù)梁與柱節(jié)點都出現(xiàn)了不同狀況的脆性斷裂現(xiàn)象，大大降低了建筑物的承載能力，這一現(xiàn)象引起了國內(nèi)外建筑專家、學(xué)者對梁與柱連接節(jié)點的重新審視[1]。

經(jīng)過國內(nèi)外專家學(xué)者的不懈研究發(fā)現(xiàn)，之所以建筑物會出現(xiàn)這種脆性斷裂的現(xiàn)象主要是因為焊接剛性節(jié)點的鋼框架結(jié)構(gòu)存在節(jié)點延性差。如果不使用剛性連接而是鉸接的方式，雖然其可操作性比較簡單，但是其剛度和耗能性都比較低，抗震效果也差強人意。而鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的半剛性節(jié)點連接則具備了剛性連接與鉸接節(jié)點兩方面的優(yōu)勢，既能夠保證連接方式的可操作性，還能夠降低能耗，提高強度，在最大程度上降低了地震等自然災(zāi)害對建筑物的影響。

近幾年來，建筑領(lǐng)域為了改善建筑結(jié)構(gòu)的脆性破壞現(xiàn)象，做出了很多的研究，其研究成果也各種各樣，其中鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的方式被建筑領(lǐng)域廣泛追捧，在建筑工程施工中的應(yīng)用比較常見。很多西方國家都已經(jīng)將鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點作為一項技術(shù)規(guī)范收納在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中，我國雖然沒有將這項技術(shù)收納在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中，但是，也將鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點作為一項重要的課題進行研究[2]。

2 鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究進展

國內(nèi)外針對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究有很多，建筑專家從各個角度、多個方面進行了深入的分析，結(jié)合國外優(yōu)秀的科研成果進行借鑒與歸納，研制出適合我國建筑領(lǐng)域發(fā)展的鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點技術(shù)。針對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點技術(shù)的研究主要分兩個方面：

2.1 鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的計算方法

（1）鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究工作必須要建立在完善的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)之上，石永久老師等專家、學(xué)者提出了鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造建議，其中包括一種可操作性比較強的簡化計算方法，為后世人們對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究奠定了基礎(chǔ)。（2）隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的研究也開始于現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合。代英春老師等專家、學(xué)者利用先進的有限元軟件對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點進行分析，從幾何、材料、狀態(tài)的角度進行分析，使用有限元軟件計算出鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點在不同時期下的非線性函數(shù)曲線，通過比較不同形式的非線性函數(shù)曲線進行分析，最終得出兩端外伸式半剛性端板連接具有良好的延性和耗能能力[3]。

2.2 鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接的靜態(tài)性能與動態(tài)性能

在進行鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點研究的時候，不僅要研究其靜止?fàn)顟B(tài)下的性能，還要對其運動狀態(tài)下的性能進行分析，郝際平老師在進行鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點研究的時候發(fā)現(xiàn)，半剛性節(jié)點在反復(fù)荷載作用下沒有明顯的變形，節(jié)點剛度退化小，鋼框架與剪力墻的工作情況都比較看良好，但是由于鋼框架能夠承擔(dān)的荷載有限，其整體剛度還是有弱化的現(xiàn)象[4]。

3 結(jié)語

綜上分析可知，通過對美國與日本建筑物經(jīng)歷地震后的表現(xiàn)情況進行分析，了解到鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點的重要性，并且在國內(nèi)外的建筑領(lǐng)域中也受到了廣泛的關(guān)注。積極的參考國內(nèi)外的優(yōu)秀文獻，對鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點進行研究，雖然在研究過程中還存在著很多的不足之處，但是鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點在建筑結(jié)構(gòu)中的使用效果都是毋容置疑的。

參考文獻：

[1]梁國棟，劉堅，高玥，趙澤平，張晗，楊偉，何國鵬.鋼與砼混合結(jié)構(gòu)半剛性連接節(jié)點研究進展[J].科技信息，2014（07）：26-27.

[2]李東倫，劉堅，潘澎.鋼框架-型鋼混凝土剪力墻半剛性連接節(jié)點彎矩-轉(zhuǎn)角模型及抗震性能研究進展[J].華南地震，2014（S1）：124-131.

[3]李東倫.混合結(jié)構(gòu)中抗震墻與鋼梁新型節(jié)點擬靜力試驗與抗震性能研究[D].廣州大學(xué)，2015.

[4]邢增林.鋼框架—型鋼混凝土剪力墻新型混合結(jié)構(gòu)二階非彈性分析及程序?qū)崿F(xiàn)[D].廣州大學(xué)，2013.