江苏省子午建筑设计有限公司 223001
摘要：为进一步推动我国建筑行业现代化的发展，有效解决现阶段我国钢结构住宅在使用的过程之中存在的诸多问题，依据现场施工的实际经验和针对钢结构住宅的全面研究探讨了集中全新的施工方法。在这一体系之中柱采用了管内灌混凝土的施工方式。选用孔扁梁，钢梁的下翼缘实现对组合楼板的支撑，这样一种组合方式能够有效的提升整体结构的稳定性和防火性能。梁柱节点采用了半刚性的节点，有效的缓解了节点位置处的应力集中问题，提升了整体的安装效率。改善了钢结构类型的建筑在使用的过程之中存在的防腐、防火以及隔音等诸多的问题。
关键词：建筑；半刚性节点；
前言
当前阶段建筑产业已经正在加速向着现代化的方向发展，其内容主要包括住宅产业化和建筑工业化。住宅产业化的本质是采用工业化的方式进行住宅的建设工作、住宅户型的设计将趋向于标准化，能够进行成套化的装修。住宅产业化的一个重要组成部分是钢结构住宅，在住宅工业化建设的过程之中钢结构有着一系列的优势，其主要体现为自重较轻、具有较强的变形能力、整体强度高，适宜于采用机械化的施工方式进行快速的施工建设。现阶段在进行住宅建设的过程之中，钢结构已经在工程实践之中得到了一定的应用，其在应用的过程之中也体现出了存贮的诸多问题。例如整个建筑的防火性能较差，隔音效果无法满足相关的要求。本文针对现阶段钢结构房屋在建设的过程之中存在的一系列问题提出了针对性的优化措施，下面对相关的措施进行全面的概述。
1.装配式钢结构住宅的优化
本文选择的研究对象为梁柱及其结合的节点，重点讨论了钢管混凝土柱—扁梁—桁架结构体系的钢结构房屋之中的梁柱及节点优化问题。通常情况下在这一结构体系之中梁柱之间采用半刚性的节点实现连接 。
1.1柱
在进行柱的设计时要充分的考虑柱在建筑之中发挥的各种功能，以及柱自身需要满足的防火、建设经济性等其他要求，采用管内灌混凝土的方式进行柱的建设，能够有效的发挥钢材的抗拉性能和混凝土材料的抗压性能。经过理论计算可知六层的钢结构建筑适宜采用200×8 的矩形钢管，在其中灌入标号为C35的混凝土。依据这一设计能够使钢柱的尺寸和墙体的厚度刚好契合，巧妙的避免了钢结构建筑存在的室内突柱问题，对于提升室内的可用面积具有较为积极的影响。此外内灌混凝土的方式能够显著的提升墙体结构整体的防火性能，提升了柱的隔音效果。
1.2梁
本文所研究的钢结构房屋体系通常采用的钢梁为H型热轧钢梁。在建设的过程之中需要在其腹部的位置开设局部孔。在开设局部孔时应对整个钢梁的受力进行有效的分析进而避免将开孔布置于主要受力区域。在设计的过程之中为有效的提升钢梁的延伸性，需要将塑性铰所在的位置尽可能向内偏移，进而有效的避免钢梁连接节点位置处发生脆性破坏。依据相关的实验，H型钢之中的开孔位置距离柱的距离适宜为0.75-1.5倍钢梁的高度。此外在进行建设的过程之中为有效的提升施工的效率，可以将负筋等设备穿过钢梁的局部开孔。
1.3梁柱结合的半刚性点
在这一设计体系之中通常采用半刚性点实现梁柱的结合，钢梁的上下翼借助角钢和螺栓同钢柱连接为一个整体，进而使整个施工作业的过程避免了烧焊作业，有效的提升了整体的施工作业效率，节约了人力资源。
梁柱在进行结合时采用半刚性节点，其具备以下几个方面的优点：一是有效的避免了焊接所形成的应力区域进而减轻了结合节点位置处的应力集中现象。二是依据半刚性节点的相关理论展开对梁祝结合节点的应力分析能够获得更为准确的分析结论。
对梁祝结构结合的位置进行适宜的半刚性点连接设计，能够在未大幅度降低梁祝结构承载力的前提下，有效的提升整个结构的延性，面对地震等自然灾害，节点位置处能够有效的耗散能量进而降低产生的位移反应。
为进一步的落实钢结构体系之中强节点、弱部件的相关要求，可以在梁柱结合的位置可以取消传统设计之中的横隔板，在钢梁的适宜位置处开设局部孔，有效外移节点塑性铰，加装外套筒以提升节点强度。为切实的起到加强节点的作用，套筒在设计的过程之中应该满足以下几个方面的要求：一是套筒的壁厚应该大于钢梁和钢柱最厚处厚度的1.2倍；二是套筒的高度应至少高出梁上下边缘60mm；三是套筒除了在上下位置处同钢柱进行焊接外，还需要在梁翼等位置进行塞焊且其直径应大于20mm。
采用螺栓安装几何结构呈现闭口截面的零部件时具有一定的难度且安装的操作流程非常的复杂，可能在安装的过程之中对构件的整体性造成一定的负面影响，因此可以先使用对穿螺栓将角钢同钢柱连接为一个整体，再使角钢同钢梁连接为一个整体的方式进行安装。
2.装配式钢结构住宅楼盖体系的优化
现阶段装配式钢结构之中的楼盖采用的结构体系为蜂窝扁梁-钢筋桁架。这一体系之中选用的钢梁是常见的组合式扁梁，整体上由多个部分构成。这一组合梁的主体部分为H型钢梁，对其结构特点进行合理的应用能够有效的提升楼层的净高，优化整体的施工安装作业。
钢梁在受到横向的作用力时，其受力点的具体位置对钢梁的整体临界状态会产生一定的影响。当受力点位置在钢梁的上边缘处时，将使整个钢梁承受的扭矩增大；当作用点位于下边缘位置处时，会减小钢梁整体的扭转变形，进一步提升钢梁的稳定性。在进行钢结构建筑设计时应尽可能使钢梁内嵌在混凝土楼板之中，其具有以下几个方面的优势：一是有效的提升钢梁的稳定性；二是提升整个建筑的稳定性；三是有效的增强了钢梁的耐腐蚀能力和防火性能从而有效的规避了钢梁的腐蚀和防火性能。在钢结构建筑之中通常采用XPS保温板作为建筑的保温材料，因为其具有较为理想的保温和抗压能力。此外这一材料的采用能够显著的提升楼板的隔音效果。钢结构住宅的跨度和开间通常较小，因此采用适宜尺寸的H型钢梁能够将其融合到建筑的楼板和墙体之中。通过力学分析可知上文的论述中的梁柱结合节点满足建筑的承载能力要求。
2.1蜂窝扁梁-钢筋桁架体系性能研究
依据六层装配式住宅建设对各种类型构件的需要，选择其中一层的材料，依据上文之中的设计制作试件SD1.该试件在制作的过程之中采取与原设计一致的材料和制作方式。在实验的过程之中需要采用到应力同原设计一致的强度模型以及同试件使用环境一致的假设原型。在进行测试的过程之中可以将试件的弹性模量相关常数均设定为1.依据试件实际的使用环境，应对其施加竖直载荷，不需要施加水平载荷。试件在测试的过程之中选用的支承方式为两端支承。
2.2承载力研究
根据对新型蜂窝组合扁梁-钢筋桁架叠合板试件SD1的试验可知蜂窝梁与钢筋桁架叠合板通过钢筋和现浇层连接成一体，翼板给钢梁提供稳定的侧向支撑和约束，协同作用良好。试件在测试中没有发生局部屈曲和平面外失稳。由于混凝土填充了钢梁腹板的孔洞，改善了腹板开孔的削弱作用，提高了试件整体的屈服和极限承载能力。
3.结语
随着我国自主研发能力和创新能力的不断提升，我国建筑业现代化的速度必将不断提速，建筑装配产业将得到进一步的发展，相信在不远的将来必将实现建筑物主体结构100%的装配率。
参考文献
[1] 陈惠荣, 余安东, 郝际平. 开孔梁与下承式楼板组合结构的理论分析和设计应用[J]. 钢结构, 2017, 22(9): 87-90.
[2] 王秀丽. 多层钢框架梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 2014，17（8）24-26