本文是一篇土木工程论文，本文在国内外研究学者对梁柱刚性连接节点连接形式研究基础上，提出了一种加强型梁柱节点连接形式，此节点在与传统连接形式不同，参考扩翼型节点进行了构想，在理论中验证了该连接形式保证了构件塑性铰外移。这种节点采用螺栓与连接件连接，在进行构件设计之初进行了梁柱截面的稳定性验算，保证了柱与梁的局部稳定性和整体稳定性要求，同时按照《钢结构设计标准》满足了梁柱连接的节点域承载力要求、“强柱弱梁，强节点弱构件”的基本设计要求，进行连接板件计算时，采用等强连接原则计算出所需要的螺栓数，对连接的翼缘盖板、腹板连接件的几何尺寸进行设计。
第 1 章 绪论
1.1 引言
随着全球经济的快速发展，我国经济近几年获得了高速发展，建筑业发展速度较快。我国综合国力不断提高使建筑科学技术得到了飞速发展，新材料不断涌现、施工技术不断更新、管理不断规范化。经济发展和材料创新使城市建设不断加快，高层钢结构标志性建筑不断涌现，钢结构的稳定性是保证建筑质量可靠的关键[1]，钢结构具有强度高、工程造价低、自重轻、工厂标准化制作、施工工期短、承受循环动力荷载能力突出等优点，国内大型钢铁行业相继开发出了各种新型钢材料，为钢结构在建筑产业的发展奠定了基础，钢结构逐渐成为高层建筑以及超高层建筑的主流方向[2]。装配式钢结构符合现代建筑工业发展趋势，具有环保和可重复利用特点成为一种绿色建筑。在钢结构建筑发展过程中呈现出设计多样化、复杂化发展趋势。
随着材料科学技术不断创新，各种高性能钢材不断发展，钢结构的性能逐步得到了提高和改善，钢材料的应用越来越广泛，钢结构在我国属于成长阶段，有着广阔的发展和上升空间，装配式钢结构因为表现出构件板材统一的特点，可以很好的进行工厂生产标准化、体系规范化、作业精准化。近几年来我国政府对于装配式结构的政策出台越来越多，每个项目必须达到一定的装配率，钢结构是天然的装配式结构自然成为不二选择，国家现在不断大力出台环保政策，装配率只会逐步提高，钢结构建筑在我国拥有广阔的发展前景。
在以往的建筑性能研究中，主要集中在结构整体稳定性和构件稳定性研究上，对于节点性能研究相对较少，钢结构方案设计中，构件的连接节点是建筑的重要组成部分，梁柱节点是整个建筑中受力最复杂的部位，对于结构的强度、稳定性起着关键性作用，梁柱节点连接性能的好坏直接影响了结构整体的抗震性能[3]，节点一旦破坏就会直接造成整个结构的破坏，因此对于钢结构梁柱连接节点性能分析比较重要，我国建筑抗震设计的基本原则是“大震不倒，中震可修，小震不坏”，实现这一基本原则条件在于梁端和节点部位在地震来临时能够发生塑性变形。
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1.2 研究意义
钢结构中梁柱的连接形式是多种多样的，在钢结构建筑中节点按连接性质分类分为：刚性连接、半刚性连接、铰接连接形式，其中（1）刚性连接：在承受荷载进行变形过程中，梁与柱变形中不会产生明显的夹角，梁柱之间不会产生相对转动。（2）半刚性连接：结构在进行荷载加载过程中会产生一定的转角，但是能够承受一定的剪力和弯矩。（3）铰接：在承受力的作用时梁柱之间会产生相对的位移，可以进行相对转动，这种连接形式认为不能承受剪力和弯矩[5]。
在钢结构框架体系中，按连接方式梁柱节点有三种常用连接方式：一是节点进行焊接形成的梁柱节点，二是端板进行螺栓连接的形式，三是螺栓与焊接并用的栓焊连接方式。其中全焊连接在进行现场安装时，施工难度较大，对于现场施工环境和工人的水平要求较高，不容易保证施工焊接质量。这种连接方式已经渐渐被其它方式所代替。另外两种连接方式在施工中使用较多，本文研究的是一种全螺栓连接的梁柱刚性节点，螺栓连接的方式操作简单，将梁的连接空位与预留孔位对齐，用高强螺栓拧紧便可。
图 1-1 梁柱刚性节点连接方式
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第 2 章 有限元分析模型建立与正确性验证
2.1 有限元软件的选取
在计算机技术飞速发展的现代，面向工程模拟的有限分析软件有很多，本文采用 ABAQUS 有限元分析软件作为主要的计算工具，ABAQUS 的优势主要有以下几点：
采用了界面友好的 CAE 前后处理模块，具有可视化参数建模系统，为实际工程结构的参数设计与结构优化提供了可靠工具。
具有丰富的单元库来进行选择，可以进行多种不同形状模型模拟，在进行非线性分析中能够自动选择合适荷载增加量和分析收敛步，便于复杂模型计算收敛。能自动调节计算参数用来保证在分析过程中得到有效精确解。
自动进行分析步长计算增加收敛速度，并更加容易操作和使用。
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2.2 模型的建立
ABAQUS 建立模型的流程一般如下图所示，根据自身需要可以进行合理改变。
图 2-1 ABAQUS 的模型构建顺序
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第 3 章 梁柱翼缘双盖板加强型节点设计············ 15
3.1 加强型节点试件设计················15
3.1.1 节点设计依据····························15
3.1.2 试件截面尺寸确定与稳定性验算······················ 16
第 4 章 梁柱连接节点的抗震性能分析················· 23
4.1 研究思路与方法··························23
4.2 各组试件的设计··························23
第 5 章 三维深化设计出图开发研究················· 41
5.1 开发环境简介·····························42
5.2 Revit 功能开发一般流程···················· 43
第 5 章 三维深化设计出图开发研究
5.1 开发环境简介
Revit 是一种半开源软件，为保证软件生态环境的适应能力和无缝连接能力，模型信息数据符合建筑数据表示和交换标准 IFC 数据格式，这种标准应用于建筑各个生命周期中的信息表达与交换，个人和企业可以根据自己的需求打造特定的功能开发。是一种基于.NET Framework 框架外部环境进行运行的软件，该软件的编写是采用 C#语言完成的，在进行开发工具中优先使用 C#语言，同时 Revit 也保留了对于Python 以及 VB.NET 语言的支持[50]，本文的开发工具采用的是 Visual Studio2019 编译工具，这种编译器在进行编程语言的写作过程中，这款编译工具采用智能方案设计在进行语言编写过程中如果出现语法错误智能提示，方便工作人员及时需改，避免后期查找困难，出现未知问题是可以支持断点调试功能，帮助工作人员对问题的解决提高效率。
C#编程语言是一种面相对象程序设计语言，支持：强类型检查、数组维度检查、未初始化的变量引用检测、自动垃圾回收机制（Garbage Collection）等技术，还支持组件功能开发应用功能，为团队合作提供无缝连接[51-52]。
本章采用 C#程序语言利用 Revit 提供的 API 函数集合接口进行功能性介入，实现软件本身未曾具有的功能开发工作，二次开发插件完成后为保证软件运行的正确性与使用价值进行了实际操作，验证了实用性与便携性为以后的工程设计提供便利工具。
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第 6 章 结论与展望
6.1 本文结论
本文在国内外研究学者对梁柱刚性连接节点连接形式研究基础上，提出了一种加强型梁柱节点连接形式，此节点在与传统连接形式不同，参考扩翼型节点进行了构想，在理论中验证了该连接形式保证了构件塑性铰外移。
这种节点采用螺栓与连接件连接，在进行构件设计之初进行了梁柱截面的稳定性验算，保证了柱与梁的局部稳定性和整体稳定性要求，同时按照《钢结构设计标准》满足了梁柱连接的节点域承载力要求、“强柱弱梁，强节点弱构件”的基本设计要求，进行连接板件计算时，采用等强连接原则计算出所需要的螺栓数，对连接的翼缘盖板、腹板连接件的几何尺寸进行设计。
为了验证本文加强型节点设计的合理性，利用 ABAQUS 有限元分析软件建立了梁柱连接实体模型，进行有限元非线性分析研究。以基础设计试件通过改变翼缘盖板的厚度、长度和腹板连接件厚度设计出三组试件，每种试件通过单调加载和低周往复加载研究构件的应力应变变化，分析构件的破坏形态、抗震性能和能量耗散能力。通过有限元模拟理论计算得到各个试件的单调应力分布图、加载点单调荷载-位移曲线、低周往复应力分布云图、滞回曲线。通过各个曲线变化情况和计算数据分析出改变连接参数对节点的承载力和延性的变换规律，综合考虑得出可行的参数设计值，为以后的梁柱刚性加强型节点的研究发展提出了一些参考和建议。得出以下结论：
（1）通过改变翼缘盖板的厚度在单调荷载作用下施加位移荷载 100mm（0.05rad）的应力变化不大，承载力没用明显变化，BYT-1 试件与基本试件相比荷载降低了6.72KN，BYT-2 与 BYT-3 试件荷载想接近与基本试件相比分别增加了 8.9KN 与9.5KN，厚度最薄的 BYT-1 试件到最厚 BYT-3 试件的差距占比基本试件不到 10%，通过厚度改变承载力没有明显改变。但在进行低周往复荷载作用下，过薄的翼缘连接板提前发生了屈曲破坏，失去了承载能力，当腹板厚度超过梁翼缘厚度时滞回曲线基本相同展现了相同的变化趋势，承载能力与基本试件相比差距不大，得出结论：当盖板的厚度与梁翼缘厚度相同时已经可以保证节点的强度要求，保证了塑性铰外移要求。
参考文献（略）
