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摘要：钢结构体系中节点的耗能能力是节点性能的一种表现，其对建筑的整体抗震性有着重要的影响。节点耗能能力可由不同部件提供，与其破坏的模式及相关的变形模式相关。
关键词：钢结构；节点；抗震性能
节点是钢结构体系中的关键部位，其性能直接影响结构体系的刚度、稳定性和承载能力。钢结构节点的形式具有多样性，相同的结构体系、构件截面形式，可以采用不同的连接方式和构造细节；节点性能表现为多元性，除了具有刚性连接、半性刚连接、铰接等特征外，还有强度、稳定性、变形能力、耗能能力等性能要素；节点破坏模式则具有多重性，不仅与具体构造有关，也取决于相连构件的性能以及节点受到的作用。
一、钢结构节点抗震性能研究进展
国内外钢结构节点抗震性能研究表明：①节点应具有足够的承载力，保证与节点相连的构件（主要指梁）可以发展充分的塑性；②节点承载力要求并不意味节点必须始终保持弹性，可以利用节点的非线性变形能力和塑性耗能能力协助结构抗震；③节点域剪切塑性化模式可以提供较为稳定和可预期的耗能能力，是节点耗能的“优化模式”之一，但不意味其他耗能模式不可利用；④为了保证良好的节点耗能能力，应当避免断裂破坏的早期发生，为此发展了多种推迟或防止焊缝破坏的连接形式和构造措施
二、节点耗能技术回顾
1.铆钉连接。铆钉连接的出现时间最早，甚至在利用往前一阶段铁的结构时期就开始出现了，并且成为这一时期主要的连接方式。钢材于19世纪末期开始出现并应用于结构之间的连接，为了减少劳动力并且降低相应的支出，采用桁架式的组合构件。随着进程的发展，劳动力等各个方面的费用支出也在不断提高，为了节省费用改变了原来的方式采用热轧型钢截面构件来作为梁和柱，并且利用铆钉连接的方式来连接梁和柱。并且也考虑要对该结构进行防火保护，所以往往在节点的外面包裹素混凝土。在过去的这一段时期内，由于环境等各种因素的影响，仅仅考虑了其关于风荷载的设计，并没有相关抗震的设计。由于抗震作用的取值与当前的标准相比还是有很大不同的，相对较小。并且连接主要抗弯连接，冗余度较高。另外，就相关的非结构构件而言，例如常见的砌筑墙体和用作防火的混凝土其附加刚度相对较大，但是在实际的生产和建设过程中往往不会直接进行强度和耗能能力的计算，仅仅是按照相关的经验来进行设计。就相关的研究以及实际的地震情形发展来看，往往抗弯连接的结构冗余度较高，就滞回性能差异来看，抗弯连接特别大，并且多数连接延展性以及耗能的能力都较差。就我国以前的建筑而言，抗震能力主要是由于结构的冗余度和非结构构件的附加刚度来提供的，而钢结构的作用却相对较小。
2.高强螺栓。随着经济的发展，铆钉连接的方式逐渐被替代，而高强螺栓技术则开始出现，及相关的细节问题和某种连接的差异性并不是很大，其中防火层的防火材料也被更新换代，当时的发展和当今的钢结构已经具有了一定的指导意义，尤其是在抗震能力方面。人们认识到，地震作用力可能非常大，但是如果考虑结构和连接几点的非弹性性能，用于建筑设计的地震作用会变小，并且对于结构的非弹性指挥效能研究就会开始增加。由于地震它本身特殊的作用与影响，考虑建筑物的质量以及自振周期，工程师可以减小结构的质量，这样也就大大的缓解了地震的影响。这些变化以及因素也会影响附加刚度，例如在防火保护以及填充墙等方面。新采用的高强螺栓连接节点的技术与伊朗的铆钉连接技术相比，虽然在技术上具有一定的类似性，但是其抗震性能更加优越。
3.栓焊混合连接。在发展中渐渐出现了一种新型的连接方式，也就是焊接技术，在发展中也得到了极大的推广与利用。在实际的生产与工程中，主要采用的焊接方式有两种，一种是梁翼缘与柱子翼缘全熔透焊接，另一种是梁腹板与柱翼缘螺栓连接的方式，通常称其为栓焊混合连接。在我国以及世界发展过程中，该技术的研究还是相对比较成熟的，并且具有良好的优点。不仅仅施工方便，而且具有良好的经济效益其滞回性能曲线饱满，刚度和强度稳定。另外，这种连接可以在梁上发展塑性，避免了连接部位脆性破坏发生。栓焊混合连接很快成为了标准的抗震连接形式。统一建筑规范提高了腹板的抗剪承载力设计值.抗剪承载力提高是基于实验中发现板域屈服可提供稳定可靠的耗能能力，具有更好的延性性能，允许板域首先屈服，然后梁上再发展塑性。
三、钢结构节点的设计与优化
1.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者常犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定；
2.螺栓连接分普通螺栓连接、高强螺栓连接。普通螺栓抗剪性能差，多用在次要结构部位。高强螺栓根据受力特点分摩擦型连接和承压型连接，两种连接方式工作原理不同，可查阅相关资料，目前钢结构施工上摩擦型高强螺栓的连接应用较广泛，常用8.8s和10.9s两个强度等级。高强螺栓最小规格为M12，常用M16~M30。超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
3.焊缝设计中焊缝大小要通过计算确定，不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件中心接近；焊丝焊剂应与母材强度相匹配，当两种材质钢材焊接时应选用与低标号材质相适应的焊条。如：E43对应Q235，E50对应Q345.；Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50；
4.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。国内外大量研究和实践证明，在轻型钢结构的抗弯连接中，端板连接最为经济，它比通常的腹板、翼缘连接节省材料和紧固件，而且避免现场焊接，所以目前它己成为抗弯连接的主要形式。端板连接节点是轻型钢结构中普遍采用的连接形式，它可分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点三类，半刚性节点需要通过实验来取得较准确的设计数据，国内设计一般不采用。同时，一些其他新型的节点连接形式也相应出现；比如带有加劲肋的刚性节点法兰连接和无加劲肋的半刚性节点法兰连接等。
在结构梁柱节点中，节点具有重要的作用，相关研究也在不断深入，而加强其耗能功能也具有重要的意义，降低能耗的基础上有助于提高中期的抗震性能。希望相关的研究能够对于该领域的发展起到一个推动作用，不断改进与创新。
参考文献：
[1]陈涛.钢结构体系中节点耗能能力研究进展与关键技术[J].建筑结构学报，2014，06：81-88.
[2]张言.复式钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究[D].长安大学，2014.