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摘要：近年来装配式建筑的受关注程度不断提升，相关研究也随之大量涌现，装配式钢结构梁柱节点研究便属于其中代表。基于此，本文将简单分析装配式钢结构梁柱节点的研究现状，并深入探讨装配式钢结构梁柱节点的研究方向，希望研究内容能够为装配式钢结构发展带来一定启发。
关键词：装配式钢结构；梁柱连接节点；单边螺栓
前言：装配式建筑的研究兴起于十九世纪，长期研究和实践使得美日等发达国家的装配式建筑应用水平较高。我国装配式钢结构建筑的研究起步较晚，但由于装配式钢结构建筑具备生产周期短、抗震性能佳、舒适度高、经济效益好等优势，近年来国内的研究和实践也大量涌现，为保证装配式钢结构建筑施工时间有效缩短并实现绿色环保目标，新型钢结构装配式梁柱连接形式也开始受到广泛关注。
1 装配式钢结构梁柱节点的研究现状
1.1套筒式连接节点
对于钢框架的闭口截面构件，套筒式连接形式相较于螺栓在施工便利性等方面具备显著优势。围绕方钢管柱与梁开展的套筒式连接研究进行分析可以发现，研究主要围绕工字型梁与方钢管柱连接节点开展，上下柱拼接能够基于套筒实现，螺栓施工的便利性提升和节点域强化能够得到保障，如图1为采用T型件和高强度螺栓连接钢梁的形式，李黎明在该研究中取消了柱的内隔板，通过设置外套筒于方钢管柱外壁，即可保证管内混凝土浇筑更好开展，施工速度也能够在全螺栓式连接支持下大幅提升。但在具体加工时，该节点存在较高的施工复杂程度，这是由于外套筒和钢管柱需要开设手孔满足螺栓安装需要，具体施工中的手孔补焊也会提升施工难度。结合低周反复荷载试验取得的结果能够确定，图1所示的套筒式连接节点在承载力和延性方面的表现出色，节点的抗震性能和刚度能够基于外套筒厚度的增加而提升，连接的力学性能较为优良[1]。
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图 1 外套筒式节点示意图
图2为一种内套筒组合螺栓连接节点，马强强等人在该研究中汲取了同类研究的精华，基于对拉螺栓连接实现了梁与柱、上柱与下柱的全装配化连接。结合具体针对性开展的低周反复加载试验能够确定，图2所示的节点具备抗震性能好、延性好、承载力高等优势，节点承载力能够在增大的内套筒厚度支持下显著提升，但这会导致节点延性出现一定下降，节点刚度提升受到的端板厚度增加影响不显著。由于存在一定耗能能力，图2所示节点的钢柱与内套筒安装间隙会导致节点转动刚度降低，在对穿螺栓影响下，往复荷载作用很容易导致“对称凹屈”现象出现于柱壁，试验过程中对拉螺栓可能被拉断，相较于高强螺栓，对拉螺栓在可靠性方面存在欠缺[2]。
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图 2 内套筒组合螺栓连接节点示意图
1.2单边螺栓连接节点
由于能够实现单侧拧紧、单侧安装功能，且无需额外开设安装手孔、施工简单，单边螺栓同样属于装配式钢结构梁柱节点的研究热点。如在膨胀式单边螺栓的研究中，研究发现螺栓的最终承载力直接受到套管各分肢的抗剪强度影响，螺栓被整体拔出的情况很容易因外套管分肢挤压弯折变形引发，但由于具备较为简单的施工和构造，该单边螺栓的应用较为广泛。折叠垫片单边螺栓同样属于研究热点，王伟研究的单边螺栓SCBB便属于其中代表，该单边螺栓与高强螺栓的性能基本相同，但由于存在较为复杂的构造和较多零部件、需要使用特定工具安装，施工效率和成本制约了这类单边螺栓的推广。在李国强等人的研究中，研究基于STUCK-BOM国产单向螺栓开展了梁柱连接节点研究，研究围绕螺栓力分布模式开展，最终得出的试验结果与理论计算值存在较高吻合性，研究建议采用端板先于柱壁、螺栓发生破坏原则开展H型钢梁平齐式端板与方钢管柱的单向螺栓连接节点设计。对于闭口截面柱的装配式连接来说，单边螺栓属于最佳方案，但受到较为复杂的构造安装、较高的单边螺栓成本、相对较低的承载力影响，单边螺栓现阶段未能得到大范围应用，因此应关注承载力可靠、安装方便快捷、低成本的国产单边螺栓研究。
1.3装配式钢框架结构体系的梁柱节点
近年来业界围绕装配式钢框架结构体系开展了大量研究，各类新型体系也开始广泛应用于实际工程中，盒子式多层钢框架体系便属于其中代表，该体系具备施工速度快、装配程度高、安全性高等优势。以刘学春等人的研究为例，研究采用一圈螺栓和环状螺栓孔完成上下层柱的拼接，需要将一块法兰盘加填于上下层柱之间，具体如图3所示。结合研究开展的有限元分析能够确定，螺栓规格提高能够实现承载力提升，节点承载力可通过梁翼缘栓接实现提升，抗震设计要求也能够由节点较好满足。
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图 3 模块化节点示意图
基于新型装配式钢结构体系开展的相关研究近年来也大量涌现，如基于ConX体系开展的ConX节点研究，ALIREZA等人在研究中发现，套板外缘与螺栓的存在越接近的位置，则存在越大的螺栓杆轴向应变和越小的滑移，同时柱子在平面、单轴双轴荷载作用下不存在明显的局部屈曲，这说明该节点的抗震性能较为优秀，图4为ConX节点示意图。
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图 4 ConX节点示意图
2 装配式钢结构梁柱节点的研究方向
结合国内外围绕装配式钢结构梁柱节点开展的各类研究能够发现，各类新型装配式钢结构梁柱连接节点会随研究不断涌现，这类节点存在特点不同的受力性能，而随着研究的不断深入，具备良好耗能能力和承载力的节点形式也将被业界认可。但值得注意的是，现有研究仍存在一定不足，这类不足应成为下一步的研究方向，具体包括：第一，装配式节点研究在位移和承载力的定量分析方面存在不足，因此需深入研究节点各构件屈服时序，同时推进设计理论的健全，通过打造相应的试验数据库，即可提供数据支撑更好满足研究需要；第二，框架应用新型装配式节点的现有研究不足，相关研究也未能围绕风荷载、地震作用下的抗侧力性能进行深入探讨，因此下一步研究需结合减、隔震技术开展；第三，新工艺和新材料应用带来影响的研究较少，为更好提升震后结构的可修复性，应关注易于维修构造的研究。
结论：综上所述，装配式钢结构梁柱节点研究属于行业热点。在此基础上，本文涉及的单边螺栓连接节点研究等内容，则简单揭示了研究现状和研究方向。为进一步深化装配式钢结构梁柱节点研究，相关技术和标准体系的建设和完善必须得到重视。
参考文献：
[1]刘世祎，刘锐，林昀晖.装配式混凝土结构节点连接技术研究[J].四川水泥，2021（01）：7-8.
[2]赵晨甫，白羽，仲益贤.新型装配式钢结构梁柱节点抗震性能研究[J].四川建筑科学研究，2020，46（06）：24-28.