钢结构节点基本设计要点与方法
钢材料由于具有很强的抗震性和延展性以及稳定性,在现代建筑施工中被广泛的应用。钢结构就是利用钢材料通过铆钉或者焊接的方式构建的建筑结构。随着人们生活水平的提高和建筑行业的发展,对钢结构的需求和要求都在不断的增加。因此,研究钢结构的节点设计,能够有效的保证钢结构适应现代建筑施工和使用要求,保证钢结构具有更好的承重能力和延展性,保证建筑结构的稳定性。一、钢结构节点基本设计要点
(一)刚性节点与半刚性节点的设计
1、梁的拼接。梁的拼接一般分为焊接和螺栓连接两种。焊接的刚度比较大,一般用在工厂拼接;而螺栓连接刚度相对较小,但是施工方便快捷,还能够在现场进行施工,能够确保钢结构施工质量。一般用在工地施工当中,对梁的承载力、稳定性具有很好的效果。
3、中柱与粱的连接。(1)工字型钢柱或焊接组合柱。柱中节点的连接也属于刚性连接。在设计时,要采用焊缝的方式,对柱和梁的两端、柱和梁翼缘进行连接;用螺栓连接柱和梁腹板;用t形螺栓对柱和梁的两端进行固定。焊缝连接的方式,具有连接强度高,稳定性好,能够保证钢结构节点刚度的优点。但是由于焊接对精度要求比较高,工作量大,焊接技术不能完全保证,因此,这种连接方式具有一定的局限性。如果采取全焊接的方式,可以将焊接工作在工厂内完成,以保证焊接质量;螺栓连接的方式会使施工更加便利,施工精度和刚度要求也比较低。因此,可以将两种连接方式配合使用;在用t形螺栓进行焊接时,将其焊接在梁翼缘上。这就要求梁翼缘在铸造时要预留t形铸件孔,方便节点的安装,减少工作量。柱顶之间的连接分正交和斜交两种。工字形钢柱的正交可以用全焊接或者栓焊的方式来施工。(2)箱型焊接组合柱。箱型焊接组合柱与梁的连接,在选择节点连接方式时,梁两端和柱的连接一般使用焊缝连接;梁翼缘和柱的连接也采用焊缝连接;梁腹板和柱翼缘通过钢板进行焊接,钢板和梁腹板之间用高强度摩擦型螺栓进行连接。(3)钢骨混凝土柱。钢骨混凝土柱和钢梁的连接,主要是为了保证混凝土浇筑的密实度,加上在混凝土浇灌时起到固定和定型的作用。
4、柱与柱的连接。在钢结构的节点设计时,柱与柱之间的连接分为变截面柱拼接和等截面柱拼接两种。柱与柱间的等截面焊接和梁的施工工艺是一致的。
(二)柔性节点设计
1、主梁與次梁的连接。在钢结构的建筑施工中,对主梁和次梁的连接一般采用简支连接的方式。对于一些施工和使用要求较高的建筑,也会采用刚性连接的方式。这种连接方式施工方式复杂,但是不用对次梁翼缘进行额外处理,是一种比较广泛应用的施工设计方式。
2、斜梁的拼接节点。斜梁的施工跨度比较大,对其进行施工时,要对斜梁进行分段运输,需要到现场进行拼接。因此,对斜梁拼接节点的设计也要遵循这一施工工艺。
(三)柱脚节点设计。柱脚的稳定性,是进行节点设计时需要特别注意的问题。柱的稳定性对钢结构建筑的稳定性具有很大的保障作用。对柱脚进行加固设计,是保障柱的功能的重要措施。在建筑施工当中,由于柱脚节点施工不合格而造成的事故不在少数。对于民用建筑,可以采用绞接连结节点的方式对柱脚进行加固[4]。一般来说,平板式铰接因其承载力强,施工方便,比较常用。带有加劲肋的柱脚,能够承受更大的压力,可以用于对承载力要求比较高的建筑柱脚的加固;刚接柱脚除了承受竖向力和剪力之外还可以传递弯矩作用,一般用于带有大吨位吊车的门式刚架、多高层建筑、有特别要求的建筑等。
钢结构,由于其在建筑施工中的优势,被广泛应用于建筑行业的施工当中,不但保证了施工质量和进度,还能够保证建筑物的稳定性,提高建筑行业的施工质量。对钢结构节点进行合理的设计,就是要针对不同的钢结构和不同的连接点采取不同的连接方式。通过结合刚性节点、半刚性节点和柔性节点的连接优势,对施工中的钢结构进行合理的设计,灵活运用连接方式的组合,能够保证施工结构的稳定性和功能的有效发挥,保证建筑物的抗震性能、承载力和稳定性。
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