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试谈建筑钢结构节点设计要点胡爽

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：胡爽

[导读] 摘要：钢结构作为建筑工程中较常使用的一种建筑结构形式，其涉及的节点类型多种多样。

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        摘要：钢结构作为建筑工程中较常使用的一种建筑结构形式，其涉及的节点类型多种多样。而钢结构节点设计直接影响着整体建筑结构的安全性、可靠性与牢固度，因此，在建筑结构设计中，相关工作人员有必要加强对建筑钢结构节点设计的重视力度。基于此，本文对建筑钢结构节点设计要点进行简要分析，以供参考。
        关键词：建筑钢结构；节点设计；要点分析
        引言
        近年来，我国社会经济得到了飞速发展，也推动着建筑行业的发展，对建筑质量也提出了更高的要求。研究钢结构是保障建筑质量的重要方式，钢结构具有强度较高、稳定性好以及成本低廉等诸多优势特点，因此，在我国建筑工程中得到了广泛应用。而实现对建筑钢结构节点的设计，则能够进一步巩固钢结构的应用优势，全面提升建筑结构质量水平。
        1建筑钢结构节点的分类
        1.1点与半刚性节点
        在建筑施工过程中，钢结构的节点有刚性节点与半刚性节点两种，刚性节点能够保证建筑在承受压力而发生变形的时候不产生转角，半刚性节点能够实现在建筑承受压力而变形的时候梁柱间产生转动。边柱、梁的连接采用的是刚性连接，所以施工人员会采用端板来进行连接，它具有抗震能力强、承压能力强的优点，更能够保证边柱与梁的连接质量。柱中节点也会选择刚性连接方式，在连接过程中要注意柱截面的变化，不同的截面需要采用不同的连接方式，通常截面分为变截面和等截面。在实际的施工中，半刚性节点应该要尽量减少使用，如果连接不当，可能会导致建筑构件间发生转角变形，导致整个建筑的安全性受到威胁。
        1.2柔性节点
        在建筑施工中如果遇到跨度较大的斜梁设计，就需要将斜梁进行分段处理，确保斜梁的运输。板节点的连接可以用于处理一些设计不复杂的网架结构的节点。螺丝球节点包括厚壳体、高强度螺丝、垫圈等等，在使用螺丝连接的时候，螺丝需要从球壁壳内向钢管杆件扭动，达到节省销钉、套筒等材料的目的，同时也能够有效降低螺丝球因销钉截面不够大而引起的剪力聚集问题产生的概率。另外，螺丝球节点能够有效增加节点的承重能力。熔接钢管节点在连接中通常采用的是空心圆柱体进行连接，需要将钢管杆件与圆柱体的表面进行熔接。在钢筒高度和直径的确定上，必须要以钢桶的厚度和节点承重能力为基础。熔接钢管节点具有安装便携、能够节省钢材等材料、能够根据实际施工需求而改变钢管使用量等优点，在实际的施工中，可能需要的熔接量更大，所以必须要控制好熔接的变形与节点偏移问题带来的影响。
        1.3柱脚节点
        在钢结构的运用中，需要加强对柱脚节点的重视。在很多施工中，施工事故的产生原因都来自于对柱脚节点连接的忽视，在柱脚安装时没有确保其稳定性。柱脚的连接方式有插入与端承两种方式。在实际的建筑施工过程中，钢结构承受的侧向力相对较小，因此，设计人员往往会倾向于采用铰接柱脚的方式，铰接方式具有降低柱脚弯矩且经济合理的优点，同时，在连接过程中能够使用的铰接技术也更加多样。在柱脚节点中运用铰接方式进行连接，可以在柱脚下方设置加劲肋，以确保柱脚在柱底剪力作用下的安全性。
        2建筑钢结构节点设计要点
        2.1对钢结构适用性的分析
        钢结构在建筑施工中的引用范围非常广泛，但这并不代表钢结构适用于所有的建筑工程。因此，在实际的施工过程中，需要先根据建筑的实际情况对钢结构的适用性进行分析判断，要充分考虑施工地点所处实际环境，在此基础上选择最适合建筑实际需求的钢结构，以免因为采用了不符合建筑实际需求的钢结构而带来的施工问题，如果采用了不适合实际施工情况的钢结构，很有可能造成设计方案无法得以落实，致使各方面投入成本的增加，损害施工企业的经济利益。在对抗震能力要求较大的建筑中，还需要确保钢结构选用的安全性和实用性。

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        2.2对钢结构类型进行合理选择和布局
        在建筑钢结构中，目前比较常见的形式有几种，即轻钢、框架、排架、网架、塔栀、索膜以及形式。在选择钢结构形式时要充分考虑施工的实际条件。比如在设计具有较大载荷的高层建筑时可以选择网架架构，而在对抗震要求较高的建筑中可以选择SＲC钢骨砼柱以及钢筋混凝土等结构。在设计时还要需要充分考虑建筑所处的环境条件，如有冬季降雪量较大的情况时应在结构设计中保证其荷载能够达到实际需要。对于大跨度的建筑结构，在设计时要合理布置其拉索或者支撑物，防止出现坍塌等问题。在对钢结构型式进行设计选择时要全面考虑其受力情况，并保证其受力分布均匀。
        2.3应注意钢结构的选型
        就目前而言，在建筑过程中常用的钢结构主要有6种，即桁架、网架、膜结构、门式钢架、钢框架、塔桅，在这些钢结构的选择中，要充分结合建筑的实际情况进行选择，例如建筑跨度较大、荷载不大则可选用网架结构。混凝土与SRC柱的结合结构更加适用于对抗震性能要求较大的建筑中。在钢结构的选择上，还需要对建筑施工地点的气候、温度、湿度、地质情况等实际情况加以考量，例如是在雪荷载较大的地区，还需要着重考虑积雪带来的压力，确保建筑的整体载重能力足够承担所有客观环境带来的压力。
        2.4钢结构体系的选择
        通常而言，在建筑高度不高于6层时，结构体系可以采用框架支撑结构体系，在建筑高度高于6层时，结构体系可采用框架剪力墙结构和框架支撑结构体系，当建筑高度极高时，则需要另外考虑。框架结构有钢骨混凝土柱、H型钢柱以及钢骨和钢管混凝土柱，其中，最后一种是由钢骨和钢骨组合而成的框架柱，适用于规模不大的高层建筑，可以有效降低对施工材料的消耗，但如果对抗震性能有一定的要求，则可采用钢结构作为支撑体系。在实际的施工运用过程中，需要根据建筑所在地的实际情况、建筑的特点来对建筑结构体系的选择进行详细的分析，确保结构体系选择的合理性与科学性。
        2.5控制建筑钢结构的截面
        建筑钢结构的设计中，除了需要选择钢结构的类型以及体系外，还需要估算构件截面，主要包括对建筑物的梁、柱以及支撑的尺寸以及形状等进行估算。对建筑结构构件的截面进行估算时要重点注意几个要点，即设置并估算钢结构的梁，柱形状、翼缘的大小和宽度，以及支撑的大小。同时应确定建筑构件的截面高度，并估算板件的合理厚度。
        2.6合理设计钢结构构件
        （1）件材料的选用在选择构件材料时应合理选择，保证材料性能能够达到设计要求，并符合国家的相关规定。（2）的焊接以及变形情况为提高钢结构的质量，应根据钢结构的具体结构形式合理设置焊接参数以及坡口大小，对焊接接头要进行严格的检测以及测试，防止钢结构由于焊接热量过高而发生变形。（3）理选择施工技术，保证施工质量在施工过程中应严格遵守设计方案，并保证施工的质量和水平。
        结束语
        总而言之，建筑行业的整体要求与水平都有了一定的提升，钢结构是满足建筑需要、提高建筑水平的重要方式。钢结构具有抗震能力佳、强度更高、成本更低、施工更加便捷的优点，是我国建筑施工中运用非常广泛的施工方式。在实际的钢结构设计与应用过程中，需要将其特征与施工建筑的实际特征相结合，结合不同情况来确定不同的钢结构应用方案，确保钢结构的应用价值，也确保建筑的整体质量。
        参考文献：
        [1]韦婉，李晨光.装配式钢结构建筑结构设计在实际工程中的应用[J].工程建设与设计，2020（8）：1-2.
        [2]王仁科.建筑钢结构节点分类及设计要点[J].建筑工程技术与设计，2019，（16）：3778.
        [3]张正贺.建筑钢结构节点分类及设计要点[J].建筑工程技术与设计，2018，（32）：882.