钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨（三）

4  节点域稳定性设计的问题
在进行强柱弱梁抗震设计时，为满足规范[1]式（8.2.5-1）， （8.2.5-2），（8.2.5-6）这三项计算要求，一般会造成柱截面加大或节点域腹板加厚。如钢梁截面尺寸为H528´250´8´14，Ix= 5.45´108mm4,Wx=2.06´106mm3,Wpb=2.29´106mm3，现验算钢柱截面。假定钢柱腹板高度为500，梁柱均为Q235 钢。在8度地震作用时,不考虑梁端加强或梁端加腋情况下，分别验算三项要求：
（1）    根据规范[1]第8.2.5条要求，柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4，则Wpc(fyc－0.4fyc)＝0.6Wpcfyc ≥1.05Wpbfyc，得出Wpc ≥ 4.00´106mm3。
（2）    由式8.2.5-2，Vp ≥ 3´0.7´(2´2.29 ´106´215)/4/125=4135740mm3，则tw ≥ 16.5mm。
（3）    由式8.2.5-6，Vp ≥3´0.85´ (2´2.06 ´106´215)/4/125=4517580 mm3，则tw≥18.1。式中钢梁弯矩值为设计值，考虑到设计人员一般采用80%～90%的构件安全储备，则tw≥14.5～16.3mm。
按 上述计算结果，选择H536´320´18´18截面可满足三项要求，其截面特性为Ix=9.60´108mm4，Wx=3.58´106mm3，Wpb =4.10´106mm3。当然第1项在很多情况下达不到0.4限值要求，可不按该式验算，若达到0.4限值柱轴向力约为1700kN。
接下 来的问题是节点域板厚如果按照规范[1]式8.2.5-6小注所述，即柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70，可不验算节点域的稳定性，本 例约为15.2mm，小于第（2），（3）项计算值；又比如保持梁截面不变，减小柱截面高度，如柱截面改为H486´320´18´18，该推荐值会相应 减少，板厚变为14.5mm，而第（2），（3）项节点域板厚计算结果却是增加的，分别为tw ≥18.4mm和tw≥16.1~18.1mm，似乎该结 论缺乏数据验证。
由上面的数据可以得出，梁端加强或加腋式方案在实际应用时，由于加强梁端截面，如果严格按上述抗震设计要求进行节点设计，必然是 增加柱腹板高度或加厚节点域腹板，在结构整体抗震时不利于节点域发挥耗能作用，可能会出现节点域未屈服而梁先出现塑性铰情况，因此，设计人员要综合考虑节 点域对整体分析的影响，根据需要采用不同的刚性节点。

钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨（四）
钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨（三） 
钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨（二）  
钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨（一）