7.4.1 當(dāng)工字形梁翼緣采用焊透的T形對(duì)接焊縫而腹板采用摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓或焊縫與H形柱的翼緣相連，滿足下列要求時(shí)，柱的腹板可不設(shè)置橫向加勁肋：
1 在梁的受壓翼緣處，柱腹板厚度tw應(yīng)同時(shí)滿足：
式中 Afc——梁受壓翼緣的截面積；
fc——柱鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fb——梁鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
be——在垂直于柱翼緣的集中壓力作用下，柱腹板計(jì)算高度邊緣處壓應(yīng)力的假定分布長(zhǎng)度，參照公式(4.1.3-2)計(jì)算；
hc——柱腹板的寬度；
fyc——柱鋼材屈服點(diǎn)。
2 在梁的受拉翼緣處，柱翼緣板的厚度tc應(yīng)滿足：
式中 Aft——梁受拉翼緣的截面積。
7.4.2 由柱翼緣與橫向加勁肋包圍的柱腹板節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：
1 抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 Mb1、Mb2——分別為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁端彎矩設(shè)計(jì)值；
VP——節(jié)點(diǎn)域腹板的體積。柱為H形或工字形截面時(shí)，VP＝hbhctw，柱為箱形截面時(shí)，VP＝1.8hbhctw；
tw——柱腹板厚度；
hb——梁腹板高度。
當(dāng)柱腹板節(jié)點(diǎn)域不滿足公式（7.4.2-1）的要求時(shí)，對(duì)H形或工字形組合柱宜將腹板在節(jié)點(diǎn)域加厚。腹板加厚的范圍應(yīng)伸出梁上、下翼緣外不小于150mm處。對(duì)軋制H型鋼或工字鋼柱，亦可貼焊補(bǔ)強(qiáng)板加強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)板上下邊可不伸過柱腹板的橫向加勁肋或伸過加勁肋之外各150mm。補(bǔ)強(qiáng)板與加勁肋連接的角焊縫應(yīng)能傳遞補(bǔ)強(qiáng)板所分擔(dān)的剪力，焊縫的計(jì)算厚度不宜小于5mm。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)板伸過加勁肋時(shí)，加勁肋僅與補(bǔ)強(qiáng)板焊接，此焊縫應(yīng)能將加勁肋傳來(lái)的剪力全部傳給補(bǔ)強(qiáng)板，補(bǔ)強(qiáng)板的厚度及其連接強(qiáng)度，應(yīng)按所承受的力進(jìn)行設(shè)計(jì)。補(bǔ)強(qiáng)板側(cè)邊應(yīng)用角焊縫與柱翼緣相連，其板面尚應(yīng)采用塞焊與柱腹板連成整體，塞焊點(diǎn)之間的距離不應(yīng)大于較薄焊件厚度的
倍。對(duì)輕型結(jié)構(gòu)亦可采用斜向加勁肋加強(qiáng)。
2 腹板的厚度tw應(yīng)滿足下式要求：
7.4.3 梁柱連接節(jié)點(diǎn)處柱腹板橫向加勁肋應(yīng)滿足下列要求：
1 橫向加勁肋應(yīng)能傳遞梁翼緣傳來(lái)的集中力，其厚度應(yīng)為梁翼緣厚度的0.5～1.0倍；其寬度應(yīng)符合傳力、構(gòu)造和板件寬厚比限值的要求。
2 橫向加勁肋的中心線應(yīng)與梁翼緣的中心線對(duì)準(zhǔn)，并用焊透的T形對(duì)接焊縫與柱翼緣連接。當(dāng)梁與H形或工字形截面柱的腹板垂直相連形成剛接時(shí)，橫向加勁肋與柱腹板的連接也宜采用焊透對(duì)接焊縫。
3 箱形柱中的橫向加勁隔板與柱翼緣的連接，宜采用焊透的T形對(duì)接焊縫，對(duì)無(wú)法進(jìn)行電弧焊的焊縫，可采用熔化嘴電渣焊。
4 當(dāng)采用斜向加勁肋來(lái)提高節(jié)點(diǎn)域的抗剪承載力時(shí)，斜向加勁肋及其連接應(yīng)能傳遞柱腹板所能承擔(dān)剪力之外的剪力。
條文說(shuō)明 7.4 梁與柱的剛性連接
本節(jié)為新增內(nèi)容。
7.4.1 梁與柱剛性連接時(shí)，如不設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋，對(duì)柱腹板和翼緣厚度的要求是：
1 在梁受壓翼緣處，柱腹板的厚度應(yīng)滿足強(qiáng)度和局部穩(wěn)定的要求。公式(7.4.1-1)是根據(jù)梁受壓翼緣與柱腹板在有效寬度be范圍內(nèi)等強(qiáng)的條件來(lái)計(jì)算柱腹板所需的厚度。計(jì)算時(shí)忽略了柱腹板向軸向(豎向)內(nèi)力的影響，因?yàn)樵谥骺蚣芄?jié)點(diǎn)內(nèi)，框架梁的支座反力主要通過柱翼緣傳遞，而連于柱腹板上的縱向梁的支座反力一般較小，可忽略不計(jì)。日本和美國(guó)均不考慮柱腹板豎向應(yīng)力的影響。
公式(7.4.1-2)是根據(jù)柱腹板在梁受壓翼緣集中力作用下的局部穩(wěn)定條件，偏安全地采用的柱腹板寬厚比的限值。
2 柱翼緣板按強(qiáng)度計(jì)算所需的厚度tc可用規(guī)范公式(7.4.1-3)表示，此式源于AISC，其他各國(guó)亦沿用之。現(xiàn)簡(jiǎn)要推演如下(圖22)：
圖22 柱翼緣在拉力下的受力情況
在梁受拉翼緣處，柱翼緣板受到梁翼緣傳來(lái)的拉力T=Aftfb(Aft為梁受拉翼緣截面積，fb為梁鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)。T由柱翼緣板的三個(gè)組成部分承擔(dān)，中間部分(分布長(zhǎng)度為m)直接傳給柱腹板的力為fctbm，其余各由兩側(cè)ABCD部分的板件承擔(dān)。根據(jù)試驗(yàn)研究，拉力在柱翼板上的影響長(zhǎng)度p≈12tc，并可將此受力部分視為三邊固定一邊自由的板件，在固定邊將因受彎而形成塑性鉸。因此可用屈服線理論導(dǎo)出此板的承載力設(shè)計(jì)值為P＝C1fct2c，式中C1為系數(shù)，與幾何尺寸p、h、q等有關(guān)。對(duì)實(shí)際工程中常用的寬翼緣梁和柱，C1＝3.5～5.0，可偏安全地取P＝3.5fct2c。這樣，柱翼緣板受拉時(shí)的總承載力為：2×3.5fct2c＋fctbm?？紤]到翼板中間和兩側(cè)部分的抗拉剛度不同，難以充分發(fā)揮共同工作，可乘以0.8的折減系數(shù)后再與拉力T相平衡：
7.4.2 當(dāng)梁柱剛性連接處不滿足本規(guī)范7.4.1條的要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋。在以柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點(diǎn)腹板域，所受的剪力為(圖23)：
圖23 節(jié)點(diǎn)腹板域受力狀態(tài)
實(shí)際上節(jié)點(diǎn)腹板域的周邊有柱翼緣和加勁肋提供的約束，使抗剪承載力大大提高。試驗(yàn)證明可將節(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度提高到（4/3）fv。另外，在節(jié)點(diǎn)域設(shè)計(jì)中彎矩的影響最大，當(dāng)略去式中剪力項(xiàng)的有利影響，則求得的剪應(yīng)力τ偏于安全且使算式簡(jiǎn)化，因此上式即成為：
式中tw為柱腹板厚度，令hbhctw＝Vp，為節(jié)點(diǎn)腹板域的體積；對(duì)箱形截面柱，考慮兩腹板受力不均的影響，取Vp＝1.8hbhctw。
在上述節(jié)點(diǎn)板域的抗剪強(qiáng)度計(jì)算中同樣沒有考慮柱腹板軸力的影響，這是因?yàn)榭辜魪?qiáng)度提高到（4/3）fv。后仍留有較大的余地，而且略去剪力項(xiàng)后使算得的剪應(yīng)力偏高20％～30％，而柱腹板的軸壓力對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響系數(shù)為
(N為柱腹板軸壓力設(shè)計(jì)值，Ny為柱腹板的屈服軸壓承載力)。當(dāng)影響系數(shù)為0.83～0.77(相當(dāng)于略去剪力項(xiàng)后使剪應(yīng)力計(jì)算值增加20％～30％)時(shí)，N/Ny＝0.55～0.64。而框架節(jié)點(diǎn)以承受彎矩為主，只要柱截面在Nc、Mc作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力，N/Ny將小于0.5， ＞0.87，可以忽略。
節(jié)點(diǎn)腹板域除應(yīng)按式(7.4.2-1)驗(yàn)算強(qiáng)度外，還應(yīng)按式(7.4.2-2)驗(yàn)算局部穩(wěn)定，式(7.4.2-2)與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定相同，采用了美國(guó)的建議，是在強(qiáng)震作用下不產(chǎn)生彈塑性剪切失穩(wěn)的條件。但我國(guó)的初步研究則認(rèn)為在軸力與剪力共同作用下保證不失穩(wěn)的條件應(yīng)為(hb＋hc)/tw≤70。考慮到在抗震規(guī)范中對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)因柱截面尺寸較大已采用了公式(7.4.2-2)，為與其協(xié)調(diào)，并將其作為最低限值，故本規(guī)范亦采用式(7.4.2-2)。
當(dāng)柱腹板節(jié)點(diǎn)域不滿足公式(7.4.2-1)的要求時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。其中加貼補(bǔ)強(qiáng)板的措施有兩種，在國(guó)外均有應(yīng)用實(shí)例。至于斜向加勁肋則主要用于輕型結(jié)構(gòu)，因它對(duì)抗震耗能不利，而且與縱向梁連接時(shí)構(gòu)造上亦有困難。
1 在梁的受壓翼緣處，柱腹板厚度tw應(yīng)同時(shí)滿足：
式中 Afc——梁受壓翼緣的截面積；fc——柱鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fb——梁鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
be——在垂直于柱翼緣的集中壓力作用下，柱腹板計(jì)算高度邊緣處壓應(yīng)力的假定分布長(zhǎng)度，參照公式(4.1.3-2)計(jì)算；
hc——柱腹板的寬度；
fyc——柱鋼材屈服點(diǎn)。
2 在梁的受拉翼緣處，柱翼緣板的厚度tc應(yīng)滿足：
式中 Aft——梁受拉翼緣的截面積。7.4.2 由柱翼緣與橫向加勁肋包圍的柱腹板節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：
1 抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
式中 Mb1、Mb2——分別為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁端彎矩設(shè)計(jì)值；VP——節(jié)點(diǎn)域腹板的體積。柱為H形或工字形截面時(shí)，VP＝hbhctw，柱為箱形截面時(shí)，VP＝1.8hbhctw；
tw——柱腹板厚度；
hb——梁腹板高度。
當(dāng)柱腹板節(jié)點(diǎn)域不滿足公式（7.4.2-1）的要求時(shí)，對(duì)H形或工字形組合柱宜將腹板在節(jié)點(diǎn)域加厚。腹板加厚的范圍應(yīng)伸出梁上、下翼緣外不小于150mm處。對(duì)軋制H型鋼或工字鋼柱，亦可貼焊補(bǔ)強(qiáng)板加強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)板上下邊可不伸過柱腹板的橫向加勁肋或伸過加勁肋之外各150mm。補(bǔ)強(qiáng)板與加勁肋連接的角焊縫應(yīng)能傳遞補(bǔ)強(qiáng)板所分擔(dān)的剪力，焊縫的計(jì)算厚度不宜小于5mm。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)板伸過加勁肋時(shí)，加勁肋僅與補(bǔ)強(qiáng)板焊接，此焊縫應(yīng)能將加勁肋傳來(lái)的剪力全部傳給補(bǔ)強(qiáng)板，補(bǔ)強(qiáng)板的厚度及其連接強(qiáng)度，應(yīng)按所承受的力進(jìn)行設(shè)計(jì)。補(bǔ)強(qiáng)板側(cè)邊應(yīng)用角焊縫與柱翼緣相連，其板面尚應(yīng)采用塞焊與柱腹板連成整體，塞焊點(diǎn)之間的距離不應(yīng)大于較薄焊件厚度的
倍。對(duì)輕型結(jié)構(gòu)亦可采用斜向加勁肋加強(qiáng)。2 腹板的厚度tw應(yīng)滿足下式要求：
7.4.3 梁柱連接節(jié)點(diǎn)處柱腹板橫向加勁肋應(yīng)滿足下列要求：1 橫向加勁肋應(yīng)能傳遞梁翼緣傳來(lái)的集中力，其厚度應(yīng)為梁翼緣厚度的0.5～1.0倍；其寬度應(yīng)符合傳力、構(gòu)造和板件寬厚比限值的要求。
2 橫向加勁肋的中心線應(yīng)與梁翼緣的中心線對(duì)準(zhǔn)，并用焊透的T形對(duì)接焊縫與柱翼緣連接。當(dāng)梁與H形或工字形截面柱的腹板垂直相連形成剛接時(shí)，橫向加勁肋與柱腹板的連接也宜采用焊透對(duì)接焊縫。
3 箱形柱中的橫向加勁隔板與柱翼緣的連接，宜采用焊透的T形對(duì)接焊縫，對(duì)無(wú)法進(jìn)行電弧焊的焊縫，可采用熔化嘴電渣焊。
4 當(dāng)采用斜向加勁肋來(lái)提高節(jié)點(diǎn)域的抗剪承載力時(shí)，斜向加勁肋及其連接應(yīng)能傳遞柱腹板所能承擔(dān)剪力之外的剪力。
條文說(shuō)明 7.4 梁與柱的剛性連接
本節(jié)為新增內(nèi)容。
7.4.1 梁與柱剛性連接時(shí)，如不設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋，對(duì)柱腹板和翼緣厚度的要求是：
1 在梁受壓翼緣處，柱腹板的厚度應(yīng)滿足強(qiáng)度和局部穩(wěn)定的要求。公式(7.4.1-1)是根據(jù)梁受壓翼緣與柱腹板在有效寬度be范圍內(nèi)等強(qiáng)的條件來(lái)計(jì)算柱腹板所需的厚度。計(jì)算時(shí)忽略了柱腹板向軸向(豎向)內(nèi)力的影響，因?yàn)樵谥骺蚣芄?jié)點(diǎn)內(nèi)，框架梁的支座反力主要通過柱翼緣傳遞，而連于柱腹板上的縱向梁的支座反力一般較小，可忽略不計(jì)。日本和美國(guó)均不考慮柱腹板豎向應(yīng)力的影響。
公式(7.4.1-2)是根據(jù)柱腹板在梁受壓翼緣集中力作用下的局部穩(wěn)定條件，偏安全地采用的柱腹板寬厚比的限值。
2 柱翼緣板按強(qiáng)度計(jì)算所需的厚度tc可用規(guī)范公式(7.4.1-3)表示，此式源于AISC，其他各國(guó)亦沿用之。現(xiàn)簡(jiǎn)要推演如下(圖22)：
圖22 柱翼緣在拉力下的受力情況
在梁受拉翼緣處，柱翼緣板受到梁翼緣傳來(lái)的拉力T=Aftfb(Aft為梁受拉翼緣截面積，fb為梁鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)。T由柱翼緣板的三個(gè)組成部分承擔(dān)，中間部分(分布長(zhǎng)度為m)直接傳給柱腹板的力為fctbm，其余各由兩側(cè)ABCD部分的板件承擔(dān)。根據(jù)試驗(yàn)研究，拉力在柱翼板上的影響長(zhǎng)度p≈12tc，并可將此受力部分視為三邊固定一邊自由的板件，在固定邊將因受彎而形成塑性鉸。因此可用屈服線理論導(dǎo)出此板的承載力設(shè)計(jì)值為P＝C1fct2c，式中C1為系數(shù)，與幾何尺寸p、h、q等有關(guān)。對(duì)實(shí)際工程中常用的寬翼緣梁和柱，C1＝3.5～5.0，可偏安全地取P＝3.5fct2c。這樣，柱翼緣板受拉時(shí)的總承載力為：2×3.5fct2c＋fctbm?？紤]到翼板中間和兩側(cè)部分的抗拉剛度不同，難以充分發(fā)揮共同工作，可乘以0.8的折減系數(shù)后再與拉力T相平衡：
7.4.2 當(dāng)梁柱剛性連接處不滿足本規(guī)范7.4.1條的要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋。在以柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點(diǎn)腹板域，所受的剪力為(圖23)：
圖23 節(jié)點(diǎn)腹板域受力狀態(tài)
實(shí)際上節(jié)點(diǎn)腹板域的周邊有柱翼緣和加勁肋提供的約束，使抗剪承載力大大提高。試驗(yàn)證明可將節(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度提高到（4/3）fv。另外，在節(jié)點(diǎn)域設(shè)計(jì)中彎矩的影響最大，當(dāng)略去式中剪力項(xiàng)的有利影響，則求得的剪應(yīng)力τ偏于安全且使算式簡(jiǎn)化，因此上式即成為：
式中tw為柱腹板厚度，令hbhctw＝Vp，為節(jié)點(diǎn)腹板域的體積；對(duì)箱形截面柱，考慮兩腹板受力不均的影響，取Vp＝1.8hbhctw。在上述節(jié)點(diǎn)板域的抗剪強(qiáng)度計(jì)算中同樣沒有考慮柱腹板軸力的影響，這是因?yàn)榭辜魪?qiáng)度提高到（4/3）fv。后仍留有較大的余地，而且略去剪力項(xiàng)后使算得的剪應(yīng)力偏高20％～30％，而柱腹板的軸壓力對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響系數(shù)為
(N為柱腹板軸壓力設(shè)計(jì)值，Ny為柱腹板的屈服軸壓承載力)。當(dāng)影響系數(shù)為0.83～0.77(相當(dāng)于略去剪力項(xiàng)后使剪應(yīng)力計(jì)算值增加20％～30％)時(shí)，N/Ny＝0.55～0.64。而框架節(jié)點(diǎn)以承受彎矩為主，只要柱截面在Nc、Mc作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力，N/Ny將小于0.5， ＞0.87，可以忽略。
節(jié)點(diǎn)腹板域除應(yīng)按式(7.4.2-1)驗(yàn)算強(qiáng)度外，還應(yīng)按式(7.4.2-2)驗(yàn)算局部穩(wěn)定，式(7.4.2-2)與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定相同，采用了美國(guó)的建議，是在強(qiáng)震作用下不產(chǎn)生彈塑性剪切失穩(wěn)的條件。但我國(guó)的初步研究則認(rèn)為在軸力與剪力共同作用下保證不失穩(wěn)的條件應(yīng)為(hb＋hc)/tw≤70。考慮到在抗震規(guī)范中對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)因柱截面尺寸較大已采用了公式(7.4.2-2)，為與其協(xié)調(diào)，并將其作為最低限值，故本規(guī)范亦采用式(7.4.2-2)。當(dāng)柱腹板節(jié)點(diǎn)域不滿足公式(7.4.2-1)的要求時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。其中加貼補(bǔ)強(qiáng)板的措施有兩種，在國(guó)外均有應(yīng)用實(shí)例。至于斜向加勁肋則主要用于輕型結(jié)構(gòu)，因它對(duì)抗震耗能不利，而且與縱向梁連接時(shí)構(gòu)造上亦有困難。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
