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感谢作者：朱恒 | 转载自PKPM新世界114
梁柱连接中涉及的细节较多，如果有些细节把握不好，很容易出问题，本文选取了连接设计中最常见的几个问题进行讲解，希望对大家的设计有所帮助。
1.
前言
钢结构连接设计一直是钢结构设计中的难点，一方面钢结构连接比较复杂，细节较多；另一方面涉及到一些假设，如果对其中的一些“机理”不清楚，很容易对结果产生质疑。限于篇幅，本文内容仅包括梁柱连接、主次梁连接两种类型。
2.
通用设计方法与精确设计方法
在梁柱连接节点设计中，经常会遇到窄翼缘高截面梁。对于此类梁截面，由于梁翼缘较小，在梁柱连接处实际传递的弯矩不仅仅是梁翼缘，还有翼缘和部分腹板形成的“T”形截面。
T 型截面腹板高度可由高钢规范第 8.2.3 条中的有效弯曲区高度 hm 得出。但一般采用腹板全高作为弯曲区高度较为安全（实际上在设计腹板连接时，也以全高作为弯曲区，以校核螺栓的剪力），即可由翼缘与腹板的惯性矩比值来进行梁端弯矩分配。
通常，将翼缘连接承担梁端全部弯矩，腹板仅承担梁端剪力的设计方法称为“普通设计法”；将梁端弯矩由腹板和翼缘连接共同承担的设计方法称为“精确设计法”。这两种设计方法均可通过翼缘的塑性抗弯矩与全截面的比值来确定。
当比值γ小于0.7时，认为翼缘较弱，弯矩需要由部分腹板传递。设计方法应以安全为原则，选择精确的设计方法。当比值γ大于或等于0.7时，可以认为翼缘连接具有足够的能力传递所有弯矩。此时，可以使用通用设计方法。但0.7的极限并不是绝对的。程序也提供了手动指定设计方法的选项。对于一些0.7左右的梁，可以根据实际情况灵活选择设计方法，以减少螺栓数量。
3.
梁柱连接节点极限承载力计算
梁的拼接设计也是很多人经常问到的问题，其中最常见的问题就是“为什么不能利用拼接处梁的内力？”这里我们可以理解设计师减少螺栓数量的良苦用心，但在省钢的同时也不能忘记最基本的设计假设：钢梁是连续的，刚度无缺陷。如果按照拼接处的实际内力进行连接设计，那么连接处的连接刚度就会小于构件的刚度，相当于梁在这个位置有缺陷。相信有了这个解释钢结构设计容易吗，很多人都应该明白为什么要进行等强度设计了。
那么下一个问题是，梁-梁连接还需要判断设计方法吗？很遗憾，由于梁-梁连接和梁柱连接的传力方式不同，梁-梁连接总是采用精确的设计方法。当然也有例外钢结构设计容易吗，当梁翼缘也采用螺栓连接时，腹板弯矩可以减去40%，多余部分则分摊到翼缘上。
4.
梁柱连接节点极限承载力计算
抗震规范第8.2.8条要求连接极限弯曲承载力必须大于构件塑性弯曲承载力，规范还提供了验算公式。注意与01抗震规范相比，对Mu的描述由“翼缘极限承载力”改为“刚性连接极限承载力”，即除翼缘部分外，还应增加腹板连接的极限承载力。关于规范第8.2.8条中梁柱连接极限承载力验算公式，很多人理解为：PKPMPKPM
根据上述计算，对于Q235钢材来说，其强屈比达到1.5，理所当然应该满足。那么为什么还有很多Q235钢梁连接达不到这个要求呢？我们仔细阅读高钢规范8.2.4-3公式，就会发现，对于腹板连接来说，其极限状态与法兰连接不同，法兰连接受拉即断裂，而腹板连接屈服，不再起作用。因此，对于圆管、箱体等本身没有内部钢筋的截面，承载力会进一步降低。
这里需要进一步说明的是，有些人理解为腹板的Wpe需要考虑扣除螺栓孔后的净界面处，其实按照公式计算，屈服面是在连接板与柱壁板的界面处，与螺栓孔无关。
5.
主、次梁连接的偏心弯矩
在设计梁柱铰接连接时，程序除了给螺栓组施加端部剪力外，还增加了一个附加弯矩，这个附加弯矩是由于螺栓组中心偏心引起的，即M=V×e。但这种设计方法在主次梁铰接连接上应用时会遇到很大的麻烦，而这个麻烦是由螺栓组本身的特性引起的。螺栓组中每个螺栓所承受的弯矩可由以下公式计算。PKPMPKPM
从公式本身我们可以发现两个特点：1、最外排螺栓承受的剪力最大；2、在恒定弯矩作用下，螺栓到中心距离平方和越小，剪力越大。
因此，在主次梁连接中，由于次梁截面相对较小，即使偏心弯矩不大，最外排螺栓的剪力也会很大。当螺栓校核不满意时，需要增加螺栓列数，而这种调整又会进一步加大螺栓组的偏心，增大偏心弯矩。很多时候，这种调整会形成恶性循环，导致主次梁连接中的螺栓数量达到令人担忧的程度。
其实，对于主、次梁连接等非重要连接，可以做一些假设来简化。《钢结构》中建议“考虑到连接有一定的约束作用，不是理想铰，次梁反力R可增大20%~30%”。程序在处理时也采用了这一推荐的简化方法，将梁端放大1.3倍考虑偏心影响，设计的螺栓数量也比较合理。
参考
[1]陈少帆.钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2]JGJ99-2015高层民用建筑钢结构技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
[3] GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
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