H型截面梁拼接节点，主要用于柱外带悬臂梁段与中间梁段的施工现场拼接，或大跨度梁中间区段的安装拼接。

H型钢梁拼接，其翼缘板的拼接主要有高强度螺栓+拼接板的双剪拼接、单剪拼接，或翼缘板直接采用完全焊透的坡口对接焊缝连接；腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接、单剪拼接，部分时候也会采用完全焊透的坡口对接焊缝连接。我们常用的形式主要是：翼缘板拼接为采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接。其他形式下的各种拼接组合也偶尔会用到，计算时应该根据实际的拼接方式加以验算。

拼接节点的验算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定。

梁拼接节点验算过程中，由于梁的轴向力在一般情况下，相对于弯矩和剪力而言，其数值较小；当梁与钢筋混凝土楼板或组合楼板（或其他联系单元）有可靠的连接时，此轴力在设计上往往不予考虑。因此，梁通常是按其承受的弯矩和剪力进行拼接连接设计的。

一：拼接节点相关的一般要求

设计H型钢梁的拼接连接时，除了满足连接处的强度和刚度要求外，尚应考虑施工安装的方便。

梁的拼接连接节点，一般应设在内力（弯矩）较小的位置，但考虑施工安装的方便，通常是设在距梁端1.0m左右的位置处。因此，作为刚性连接的拼接连接节点，如果将梁翼缘的连接按实际内力进行设计，则有损于梁的连续性，可能造成建筑物的实际情况与设计时内力分析模型的不相协调，并降低结构的延性。因此对于要求结构有较好延性的抗震设计和按塑性设计的结构，其连接节点应按板件截面面积的等强度条件进行设计。

梁翼缘的拼接连接，当采用高强度螺栓连接时，内侧连接板的厚度要比外侧连接板厚度大。因此在决定连接板的尺寸时，应尽可能使连接板的重心与梁翼缘的重心相重合。

上下翼缘连接板的净截面模量应大于上下翼缘板的净截面模量。

梁腹板按实际内力进行拼接连接时，无论如何，其连接承载力不应小于按腹板截面面积等强度条件所确定的腹板承载力的1/2。

二：拼接节点的连接形式

在H形（或工字型）截面梁的拼接连接节点中，当为刚性连接时，通常采用的连接形式有：

（1）翼缘和腹板均采用高强度螺栓摩擦型连接（包含双剪及单剪）。

（2）翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板采用高强度螺栓摩擦型连接包含双剪及单剪）。

（3）翼缘和腹板均采用完全焊透的坡口对接焊缝连接。

当翼缘和腹板采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，并采用引弧板时，可视焊缝与翼缘板和腹板时等强度的，不必进行连接焊缝的强度计算。所以此种情形不列入软件计算内容。

对翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板采用高强度螺栓摩擦型连接的拼接连接设计，用户需按下文中各种设计方法中的要求确定腹板所需的高强度螺栓数目，而翼缘连接焊缝则视为与翼缘板等强度，不必进行焊缝的强度计算。

H形钢梁拼接节点刚性连接的主要形式如下：

翼缘坡口焊接、腹板栓接 腹板单剪 腹板双剪

翼缘双剪栓接、腹板栓接 腹板单剪 腹板双剪

翼缘单剪栓接、腹板栓接 腹板单剪 腹板双剪

三：H型钢梁拼接节点设计计算方法

当翼缘或腹板采用完全焊透的坡口堵截焊缝连接时，视为等强，不必进行焊缝强度计算。

翼缘和腹板采用高强度螺栓摩擦型连接的设计计算方法有以下四种：

（1）等强度设计法。

（2）实用设计法。

（3）精确计算设计法。

（4）常用简化设计法。

（一）等强度设计法

等强度设计法是按被连接的梁翼缘和腹板的净截面面积的等强度条件来进行拼接连接的。它多用于结构按抗震设计或弹塑性设计中梁的拼接连接设计，以保证构件的连续性和具有良好的延性。

当在等强度设计法中，由于翼缘和腹板的连接螺栓配置不能先行准确确定，因此翼缘和腹板的净截面面积开始可近似地分别取翼缘和腹板毛截面面积的0.85倍，以便估算螺栓的数目及其配置。

采用等强度设计法进行梁的拼接连接节点设计时，按以下要求考虑：

（1）作用于梁拼接处的内力有弯矩和剪力。梁的拼接连接按等强度设计法的设计内力值可按下列公式计算：

梁拼接连接处的内力图示

弯矩：

剪力：

参数说明：为梁扣除高强度螺栓孔后的净截面模量，可按下式计算：

为梁扣除高强度螺栓孔后的净截面惯性矩，可按下式计算：

为梁的截面高度；

为梁的毛截面惯性矩；

为梁单侧翼缘计算削弱截面上的高强度螺栓数目，对并列布置（翼缘上共有两列），或（翼缘上共有四列），对错列布置可近似取（翼缘上共有四列，但中间两列错列布置）；

为梁翼缘的高强度螺栓孔径；

为梁的翼缘厚度；

为梁的腹板厚度；

为梁腹板的高强度螺栓孔径；

为梁截面中和轴至腹板的高强度螺栓孔中心的距离；

为梁腹板扣除高强度螺栓孔后的净截面面积，可按下式计算（也可近似地取腹板毛截面面积的0.85倍）：

为梁腹板的高度；

为梁腹板计算削弱截面上的高强度螺栓数目；

为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值，按下文表格中数值采用；

为钢材的抗剪强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值，按下文表格中数值采用。

（2）梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：

参数说明：为一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值；

其他参数按前文参数说明。

（3）梁腹板连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：

参数说明：参数按前文参数说明。

等强度设计法多用于结构按抗震设计或弹塑性设计中梁的拼接连接设计，以保证构件的连续性和具有良好的延性。因此此处对H形钢梁拼接节点做抗震验算。抗震验算时，需满足螺栓孔等对构件全截面的削弱率不应大于25%。

按抗震设计的高层钢结构，其连接节点的最大承载力，可分别按以下要求确定，同时应满足相关要求。

（1）焊缝的极限承载力应按下列公式计算：

对接焊缝受拉

角焊缝受剪

参数说明：为焊缝的有效受力面积；

为构件母材的抗拉强度最小值，对Q235钢；对Q345钢；对Q390钢；对Q420钢。

（2）高强度螺栓连接的极限受剪承载力，应取下列二式计算的较小者：

考虑到螺栓连接中部分螺栓的破坏出现在螺栓杆而不是螺纹处，使螺栓连接的最大抗剪承载力在整体上有所提高，所以式中0.58可用0.75代替。软件计算过程中，考虑到计算的普遍性及安全性，仍采用0.58计算。

参数说明：、分别为一个高强度螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力；

为螺栓连接的剪切面数量；

为螺栓螺纹处的有效截面面积；

为螺栓钢材的抗拉强度最小值；

对10.9级高强螺栓 ；

对8.8级高强螺栓

为螺栓杆直径；

为同一受力方向的钢板厚度之和；

为螺栓连接板的极限承压强度，取。

螺栓螺纹处的有效截面面积

（3）有螺栓孔等削弱的杆件最大承载力，可按下列公式计算：

对轴心拉力 （取两者小值）

对剪力

参数说明：为扣除螺栓孔等以后的净截面面积；

为拉力方向的端距；

为受拉杆件在连接处的厚度；

为构件母材的抗拉强度最小值。

按抗震设计的高层钢结构，其连接节点的最大承载力，应分别满足以下的要求。

连接弹性设计时，梁上下翼缘的端截面应满足连接的弹性设计要求，梁腹板应计入弯矩，且受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%；连接节点的极限受弯、受剪承载力，应符合下列要求：

且

拼接采用螺栓连接时，尚应符合下列要求：

翼缘

腹板 一列螺栓时

多列螺栓时

参数说明：为构件拼接的极限受弯承载力；

梁翼缘采用焊透的对接坡口焊缝连接时：

梁截面的抗弯最大承载力：

梁翼缘采用高强度螺栓摩擦型连接时：

梁翼缘拼接连接板的净截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩：

梁翼缘连接高强度螺栓的抗剪最大承载力的相应最大弯矩：

梁翼缘板的边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩：

梁翼缘拼接板边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩：

、为内、外侧翼缘拼接板的净截面面积；

为一个翼缘的有效截面面积，需考虑当宽厚比超限时取为有效截面面积；

为腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力，按以下方法计算：

X向分力：

Y向分力：

为梁截面高度；

为梁翼缘厚度；

为一侧翼缘连接板的净截面面积；

为连接节点单侧钢梁的一个翼缘上的高强螺栓数目；

为拉力方向的端距；

为构件母材的抗拉强度最小值；

为构件拼接极限受剪承载力；垂直于角焊缝受剪时，可提高1.22倍；

梁腹板抗剪时：

连接板抗剪时：

高强螺栓抗剪时：

为腹板断面计算处的一列螺栓的数目；

为连接节点单侧钢梁腹板上的高强度螺栓数目；

为腹板连接螺栓孔直径；

为连接板高度；

为连接板总厚度；

为梁的全塑性受弯承载力；

、为梁计算位置处的腹板高度和厚度；

为抗拉强度最小值；

为钢材屈服强度。

为使承受弯矩的梁或柱塑性区不产生局部失稳，塑性区范围内梁或柱板件的宽厚比，可参考下表确定。

梁、柱等构件的全塑性弯矩，可分别按以下情况确定。

无轴心力作用时，构件的全塑性弯矩为：

参数说明：为构件截面的塑性模量，可按下列公式计算：

H形截面主轴方向：

（二）实用设计法

实用设计法是按被连接的梁翼缘的净截面面积的等强条件进行翼缘的拼接连接，而腹板的连接除对作用在拼接连接处的剪力进行计算外，尚应以腹板净截面面积的抗剪承载力设计值的1/2或梁两端的作用弯矩之和除以梁的净跨长度所得到的剪力来确定。

采用实用设计法进行梁的拼接连接节点设计时，可按下列要求确定：

（1）梁的拼接连接按等强度设计法的设计内力值可按下列公式计算：

弯矩：

剪力：

（2）梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：

（3）梁腹板连接所需的高强度螺栓数目，应按下列公式计算（取三者中的较大值）：

参数说明：为作用在拼接连接处的剪力；

、为作用在梁左右两端的弯矩；

为梁的净跨长度，一般可取为梁两端所连接的柱内缘间的净长度；

其他参数按前文参数说明。

（三）精确计算设计法

精确计算设计法是按被连接的梁以翼缘和腹板各自分担作用于拼接连接处的弯矩，并以梁翼缘承担弯矩，腹板同时承担弯矩和全部剪力来进行拼接连接的设计。

腹板的高强度螺栓受力图示

采用精确计算设计法进行梁的拼接连接节点设计时，可按以下要求确定。

（1）作用在拼接连接处的弯矩，按下列公式分配：

对翼缘：

对腹板：

参数说明：为梁的毛截面惯性矩，可按下式计算：

为梁翼缘的毛截面惯性矩，可按下式计算：

为梁翼缘的宽度，具体可参见前文的图示；

为梁腹板的毛截面惯性矩，可按下式计算：

为作用在拼接连接处的弯矩。

（2）梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：

参数说明：为梁的计算高度。

（3）梁腹板连接中，受力最大的高强度螺栓所承受的剪力，应按下列公式计算：

弯矩作用下受力最大的一个高强度螺栓所承受的剪力为：

剪力作用下一个高强度螺栓所承受的剪力为：

在弯矩和剪力共同作用下，受力最大的一个高强度螺栓所承受的剪力为：

参数说明：为边行受力最大的一个螺栓（角点）至螺栓群中心的距离；

、为边行受力最大的一个螺栓至螺栓群中心的水平距离和垂直距离；

、为任一个高强度螺栓至螺栓群中心点的水平距离和垂直距离；

为连接板一侧所有高强度螺栓到螺栓中心距离的平方和。

（四）常用简化设计法

常用简化设计法是假设作用在梁拼接处的弯矩完全由翼缘承担、而剪力完全由腹板承担，这样来进行拼接连接设计的。

采用常用简化设计法进行梁的拼接连接节点设计时，可按以下要求确定：

（1）梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：

（2）梁腹板连接所需的高强度螺栓数目，应按下列公式计算：

参数说明：参数按前文参数说明。

当节点计算时，需针对用户给定的弯矩及剪力值，对母材强度加以验算，判断其是否满足要求。当其超出要求时，软件会给用户判定结果，所以此时要求用户在节点计算时，按实际情况输入真实有效的弯矩及剪力值（因节点所涉构件如果出现母材强度不足，则在构件计算阶段即发生不满足，所以需用户按实输入弯矩及剪力值）。

针对上述四种计算方法，其翼缘和腹板的拼接连接板的截面尺寸，均可按以下要求确定。

（1）为使拼接连接节点具有足够的强度，并保持梁刚度的连续性，在确定梁的翼缘和腹板的拼接连接板时，一般情况下，均可同时满足下列公式的要求：

参数说明：为梁单侧翼缘连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面面积；

为梁单侧翼缘扣除高强度螺栓孔后的净截面面积，按下式计算：

为梁腹板拼接连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面面积；

为梁腹板扣除高强度螺栓孔后的截面面积，按下式计算：

为梁翼缘和腹板的拼接连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面模量，当梁翼缘采用焊透的坡口对接焊缝连接时，此时应计算腹板拼接板和梁翼缘组合下的净截面模量；

为梁扣除高强度螺栓孔后的净截面模量，按下式计算：

（2）梁翼缘拼接连接板的设置，原则上应采用双剪连接；当翼缘宽度较窄，构造上采用双剪连接有困难时，亦可采用单剪连接，但此时宜用于内力较小的场合。

在确定翼缘的拼接连接板时，应考虑连接板的对称性和互换性特点。通常情况下，翼缘外侧拼接连接板的宽度可取与翼缘同宽。

根据上述第（1）项的要求，翼缘拼接连接板的厚度，可按下列公式计算：

当采用双剪连接时：

mm 且不宜小于8mm

mm 且不宜小于10mm

参数说明：为内侧拼接连接板的宽度。

当采用单剪连接时：

mm 且不宜小于10mm

（3）梁腹板的拼接连接板，一般均应在腹板两侧成对配置，即采用双剪连接。

mm 且不宜小于6mm

当特殊情况下，仅能采用单剪连接时，连接板厚度按下式计算：

mm 且不宜小于8mm

参数说明：为梁的腹板高度；

为腹板拼接连接板（垂直方向）的长度。

梁翼缘的拼接连接，当采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时，拼接连接处腹板上的弧形切口和衬板的尺寸，详见国标多高层民用建筑钢结构节点构造详图（035G519-1）要求来确定，一般可参照下图：

附：

高强度螺栓摩擦型连接中，每个高强度螺栓的承载力设计值按下式计算：

参数说明：为传力摩擦面数目（单剪时为1，双剪时为2）；

为摩擦面的抗滑移系数，按下文表格采用；

为一个高强度螺栓的预拉力，按下文表格采用。