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钢框架柱作为钢框架结构中最重要的构件,对结构的整体承载能力、受力性能、抵抗变形的能力有着至关重要的作用。由于工厂制作条件、运输条件的限制,钢框架中的一根完整柱需要由多段在现场拼接而成,钢框架柱拼接节点属于结构的关键节点。我国正在修订的《高层民用建筑钢结构技术规程》(送审稿)中,钢框架梁的拼接设计公式引用了《日本建築学会·鋼構造接合部設計指針》2006中的规定,钢框架柱的高强度螺栓拼接仍沿用JGJ99-98的设计公式。而在日本规范中,钢框架柱拼接节点的设计公式与梁的拼接节点设计公式是相通的。本文对日本钢框架柱拼接节点的设计公式进行了溯源,对比分析了我国与日本设计公式的异同,在日本设计公式的基础上,结合我国现行设计方法,提出了改进后的钢框架柱高强度螺栓摩擦型连接拼接节点设计公式。对日本《鋼構造接合部設計指針》中钢框架柱高强度螺栓拼接节点算例,分别采用日本设计公式、JGJ99-98设计公式、本文改进公式进行节点设计,对比设计结果和节点力学性能,然后把三个拼接节点与无拼接节点的完整钢柱作对比。再通过对不同截面尺寸、钢材材质的钢框架柱高强度螺栓拼接节点,分别采用JGJ99-98设计公式、本文改进公式进行设计,并作ANSYS分析,结果显示:日本公式设计结果受节点内力影响较大,不同节点位置、节点荷载都会影响节点的设计结果;JGJ99-98公式采用与钢柱净截面等强,由于减去了螺栓孔的面积,节点对构件有一定的削弱。 ANSYS分析中JGJ99-98设计的试件在钢材未达到屈服强度时拼接节点就发生了滑移破坏,其节点强度略小于构件的强度;而本文改进公式设计的试件破坏位置位于拼接节点外的钢柱底部,节点强度大于构件强度,其荷载-位移曲线与无拼接节点完整钢柱的荷载-位移曲线非常吻合,节点未削弱构件。本文改进公式只与钢柱的截面尺寸有关,不同内力、不同位置的节点可采用同一设计结果,便于统一设计,大大减少了设计工作量,相较于日本公式,设计过程大大简化,与JGJ99-98设计公式相比,采用钢柱全截面抗弯承载力代替净截面抗弯承载力,把弯矩对翼缘和腹板进行分配,并考虑腹板弯矩传递系数,再根据分配后的节点内力进行节点设计,本文公式更合理可靠。