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鋼結構節點基本設計要點與方法
瀏覽: 發布日期:2019-11-09
  鋼材料由于具有很強的抗震性和延展性以及穩定性,在現代建筑施工中被廣泛的應用。鋼結構就是利用鋼材料通過鉚釘或者焊接的方式構建的建筑結構。隨著人們生活水平的提高和建筑行業的發展,對鋼結構的需求和要求都在不斷的增加。因此,研究鋼結構的節點設計,能夠有效的保證鋼結構適應現代建筑施工和使用要求,保證鋼結構具有更好的承重能力和延展性,保證建筑結構的穩定性。
  
  一、鋼結構節點基本設計要點
  
  (一)剛性節點與半剛性節點的設計
  
  1、梁的拼接。梁的拼接一般分為焊接和螺栓連接兩種。焊接的剛度比較大,一般用在工廠拼接;而螺栓連接剛度相對較小,但是施工方便快捷,還能夠在現場進行施工,能夠確保鋼結構施工質量。一般用在工地施工當中,對梁的承載力、穩定性具有很好的效果。
  鋼結構設計
  2、邊柱與梁的連接。邊柱和梁的連接也屬于剛性連接。主要是通過端板進行連接,利用構件端部焊接板進行節點的連接。對其進行設計,可以按照端板放置的方式進行區分,可以是豎放、斜放或者平放。
  
  3、中柱與粱的連接。(1)工字型鋼柱或焊接組合柱。柱中節點的連接也屬于剛性連接。在設計時,要采用焊縫的方式,對柱和梁的兩端、柱和梁翼緣進行連接;用螺栓連接柱和梁腹板;用T形螺栓對柱和梁的兩端進行固定。焊縫連接的方式,具有連接強度高,穩定性好,能夠保證鋼結構節點剛度的優點。但是由于焊接對精度要求比較高,工作量大,焊接技術不能完全保證,因此,這種連接方式具有一定的局限性。如果采取全焊接的方式,可以將焊接工作在工廠內完成,以保證焊接質量;螺栓連接的方式會使施工更加便利,施工精度和剛度要求也比較低。因此,可以將兩種連接方式配合使用;在用T形螺栓進行焊接時,將其焊接在梁翼緣上。這就要求梁翼緣在鑄造時要預留T形鑄件孔,方便節點的安裝,減少工作量。柱頂之間的連接分正交和斜交兩種。工字形鋼柱的正交可以用全焊接或者栓焊的方式來施工。(2)箱型焊接組合柱。箱型焊接組合柱與梁的連接,在選擇節點連接方式時,梁兩端和柱的連接一般使用焊縫連接;梁翼緣和柱的連接也采用焊縫連接;梁腹板和柱翼緣通過鋼板進行焊接,鋼板和梁腹板之間用高強度摩擦型螺栓進行連接。(3)鋼骨混凝土柱。鋼骨混凝土柱和鋼梁的連接,主要是為了保證混凝土澆筑的密實度,加上在混凝土澆灌時起到固定和定型的作用。
  
  4、柱與柱的連接。在鋼結構的節點設計時,柱與柱之間的連接分為變截面柱拼接和等截面柱拼接兩種。柱與柱間的等截面焊接和梁的施工工藝是一致的。
  
  (二)柔性節點設計
  
  1、主梁與次梁的連接。在鋼結構的建筑施工中,對主梁和次梁的連接一般采用簡支連接的方式。對于一些施工和使用要求較高的建筑,也會采用剛性連接的方式。這種連接方式施工方式復雜,但是不用對次梁翼緣進行額外處理,是一種比較廣泛應用的施工設計方式。
  
  2、斜梁的拼接節點。斜梁的施工跨度比較大,對其進行施工時,要對斜梁進行分段運輸,需要到現場進行拼接。因此,對斜梁拼接節點的設計也要遵循這一施工工藝。
  鋼結構節點設計
  3、桁架節點設計。(1)焊接鋼管節點。焊接鋼管節點是利用空心圓柱體,將桿件直接焊在圓柱表面而形成的節點。這種設計方式,要確定鋼管高度和直徑,鋼管壁厚還要根據節點的承載力進行調整。優點是施工方便、快捷,節省了鋼材;缺點是因為交匯桿件太多,要進行鋼管直徑的調整,對現場施焊技術和人員、工作量的要求都比較大。又因為鋼管交匯處的界面要切割為曲面,而使切割工作變得更復雜;且鋼管具有一定的方向性,在進行連接時,不好進行定位和中心點的確定,容易造成偏心受力;用這種施工工藝進行施工時,還要對鋼管進行防腐處理;(2)直接相貫節點。焊接鋼管的連接方式,通常需要各種桿件進行交匯。在對各種連接桿件的設計和制作中,會加大設計和施工工作量,還會增加鋼材的用量,且連接件在節點處不連續,對節點的剛度和鋼結構的美觀性產生一定的影響。利用直接相貫節點進行設計,可以實現在施工過程中,不使用任何的連接件,能夠節省鋼材,降低成本,降低鋼結構的造價;(3)焊接鋼板節點。利用鋼板進行節點連接,構造比較簡單,施工量少,剛度較大。對鋼材的使用量也比較少,能夠有效的節省成本。但是這種焊接方式現場焊接工作量大,需要對焊接時的變形和節點偏心進行嚴格的控制。
  
  (三)柱腳節點設計。柱腳的穩定性,是進行節點設計時需要特別注意的問題。柱的穩定性對鋼結構建筑的穩定性具有很大的保障作用。對柱腳進行加固設計,是保障柱的功能的重要措施。在建筑施工當中,由于柱腳節點施工不合格而造成的事故不在少數。對于民用建筑,可以采用絞接連結節點的方式對柱腳進行加固[4]。一般來說,平板式鉸接因其承載力強,施工方便,比較常用。帶有加勁肋的柱腳,能夠承受更大的壓力,可以用于對承載力要求比較高的建筑柱腳的加固;剛接柱腳除了承受豎向力和剪力之外還可以傳遞彎矩作用,一般用于帶有大噸位吊車的門式剛架、多高層建筑、有特別要求的建筑等。
  
  鋼結構,由于其在建筑施工中的優勢,被廣泛應用于建筑行業的施工當中,不但保證了施工質量和進度,還能夠保證建筑物的穩定性,提高建筑行業的施工質量。對鋼結構節點進行合理的設計,就是要針對不同的鋼結構和不同的連接點采取不同的連接方式。通過結合剛性節點、半剛性節點和柔性節點的連接優勢,對施工中的鋼結構進行合理的設計,靈活運用連接方式的組合,能夠保證施工結構的穩定性和功能的有效發揮,保證建筑物的抗震性能、承載力和穩定性。

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