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摘要：目前，随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，装配式钢结构设计中，预制构件设计应基于标准化、模数化的原则满足结构设计要求，预制构件连接节点受力较复杂，影响因素较多。以柳州市某装配式钢结构住宅项目预制构件节点设计为例，结合钢结构特点，通过相关规范及案例分析，探讨钢结构预制构件节点设计要点。
关键词：装配式；钢结构；预制构件；节点设计
引言
随着我国城镇化建设步伐的加快，各地装配式钢结构住宅施工项目如雨后春笋般相继涌现，如果采取传统装配式钢结构住宅方式，不仅会造成环境污染，也会消耗大量的资源，采用装配式钢结构住宅则可以有效避免这些弊端。装配式钢结构住宅在施工过程中受环境及气候的影响比较小，能够节省大量劳动力，且施工效率高，被广泛应用到装配式钢结构住宅施工项目中。
1装配式钢结构住宅优点
1） 节约材料装配式钢结构住宅施工中，内墙和外墙的板、柱等配件都要在工厂内预制完成，效率比现场施工高很多，装配式钢结构住宅不用模板和支撑，分别减少了20%钢模、40%木模使用量。在工厂内完成前期压模工作，有效减少了对诸如混凝土、钢筋等材料的使用成本。相对于传统生产工艺来说，装配式钢结构住宅生产工艺具备保温等功能，达到了降低能源损耗的目的。2） 缩短工期与传统装配式钢结构住宅相比，预制装配式最明显的优势就是工期短。传统现浇装配式钢结构住宅需要支模板、浇筑混凝土、养护、拆模板等工序，装配式钢结构住宅生产人员大量减少，只需将构件运到现场通过焊接、浆锚方法进行节点连接即可，平均每个构件组装完成时间仅需半小时，每天可以吊装完成3层左右的材料构件。3）减少污染传统现浇式装配式钢结构住宅施工过程难免造成周边环境恶化，如三废问题。装配式构件生产阶段、养护阶段均在工程预制完成，采用现场安装，只需要将构件的节点进行连接即可，因此装配式钢结构住宅施工最大程度减少施工污染，减低对施工人员的影响。
2装配式钢结构住宅预制构件节点设计
2.1梁柱连接节点
梁柱连接节点是装配式钢结构预制构件的关键部位，作为梁与柱的交汇点，能将力有效地传递给梁、柱，节点受力较复杂，其强度、刚度影响因素较多。对于高层装配式钢结构住宅结构，梁柱一般采用刚性连接，应对受弯和受剪承载力、柱水平加劲肋板的厚度及节点域的抗剪强度进行验算。对于抗震设防的高层装配式钢结构，应按结构进入弹塑性阶段设计，节点连接的承载力应高于构件截面的承载力，并符合式的要求：Mu≥1.2MpVu≥1.3（2Mp/l）式中，Mu为基于极限强度最小值的节点连接最大受弯承载力，仅由翼缘的连接承担；Vu为基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力，仅由腹板的连接承担；Mp为梁构件（梁贯通时为柱）的全塑型受弯承载力；l为梁的净跨。最大应力集中于梁上下翼缘削弱处，梁翼缘和腹板区域形成塑性铰，结构的最终破坏发生在梁翼缘削弱处。本工程采用柱贯通连接构造形式，有效减小梁跨中的弯矩。连接方式为栓焊混合连接，梁翼缘与柱翼缘采用坡口焊接，梁腹板采用M22高强螺栓与柱翼缘连接。
2.2构造节点的设计要点
在对此类装配式钢结构住宅的混凝土剪力墙结构进行设计时，重点就是要做好对构件的构造节点的设计。而且在此设计过程中，重点就是要在预制外墙板的设计中做好对防水薄弱部位构造节点的设计，并且要保证所选择的材料满足装配式钢结构住宅物理性能、耐久性以及装饰性等要求。此外，还要结合工程实际施工情况以及环境条件等进行各类接缝的设计并符合防水和节能的要求。通过结合材料和构造防水的方式来对外墙板的垂直缝进行处理，其中针对预制外墙板的水平缝在进行构造防水设计时可以通过企口缝或高低缝来应对。对于上述部位的接缝宽度来说，需要满足此部位所用构件材料在环境因素影响下的变形要求，针对外墙板连接节点来说，则要在满足其密封性与混凝土相容的同时，还要保证其性能满足要求，并且要保证门窗安装的稳固性、安全性以及封闭性。此外，针对外围围护结构来说，不仅需要按照国标来计算，还要保证保温层能够连接起来并符合此结构节能标准的要求。
2.3预制凸窗节点设计
本项目预制凸窗设计为非承重构件外挂于主体结构，预制凸窗通过三边钢筋外挂于主体结构，外挂墙板作为荷载挂于主体结构的框架梁，从而有效提高了结构刚度。外挂墙板与装配式钢结构住宅主体的连接节点应具有足够的强度和承载力，结构构件与主体现浇结构的接触面厚度需做特殊处理，一般应采用粗糙接触面，粗糙面凹凸深度不小于6mm，同时，在保证安全的正常使用情况下，应合理布局。
2.4预制梁柱节点连接
装配式钢结构住宅预制柱竖向连接采用碳素结构钢套筒。套筒内部注满高强微膨胀性浆料，两端插入钢筋实现连接。设计采用较大的预制柱截面和大直径钢筋，可以在满足配筋率的条件下减少钢筋数量。为加强构造需求，在套筒连接区域附近设置箍筋加密区域，预制柱钢筋套筒节点如图2所示。工程采用的预制梁柱节点连接是将预制梁直接搁置在预制柱的顶部节点进行浇筑，吊装前在预制柱下端安装角钢托座作为临时支撑。预制梁柱钢筋连接类似于现浇结构，区别在于若预制柱四面均连接预制梁，梁底钢筋需交错分布。吊装需严格区分施工先后顺序，以确保梁柱连接部位钢筋不碰撞。
2.5施工图设计
施工图设计建立在技术策划和初步设计的基础之上。绘制施工图纸对于装配式钢结构住宅施工来说非常重要，尤其是对于装配式钢结构住宅项目，更要严格按照图纸设计进行施工。为保证施工图设计的效果，设计人员要对自己的工作任务与设计重点了然于胸，在综合考量多方面因素的基础上，深入分析有关装配式钢结构住宅构件的特点，并对施工中用到的机械设备进行详细分析。此外，设计人员应重点处理好装配式钢结构住宅设施内部的连接点，比如做好装配式钢结构住宅隔音处理，设计好管线预埋位置，做好防火防水规划等，并与施工人员进行充分交流，尽可能在设计中听取和吸收施工人员的反馈意见。
2.6平面规划中的设计要点
在开展平面设计的过程中，主要是在模数协调的原则下来优化不同的模块尺寸和种类，保证其满足通用标准，而且通过完善相应的产业化配套技术来提升总体的建设质量并降低施工成本。此种设计方式比较适合在大空间平面布局方式中应用，通过对承重墙以及管井等的合理设置来保证内部空间的灵活性与功能性。还要针对装配式钢结构住宅物中的不同功能区来进行分区，对套内的承重墙进行隐藏，在进行功能划分时要使用便于进行拆改的内隔墙。
结语
（1）通过以住宅套型标准化为前提，针对构件连接节点采用标准化设计，提高了重复使用率，减少了施工难度，节省了施工工期，降低了模具摊销费用，节约成本。（2）针对不同位置的不同构件，采用不同的连接形式，提高了装配式钢结构住宅结构的稳定程度，减少了装配式钢结构住宅的安全隐患，保证了装配式钢结构住宅的整体质量。（3）预制构件连接施工技术生产机械化程度较高，在一定程度上降低了劳动用工成本，减少了施工人员的劳动量。
参考文献
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