鋼結構是一種建筑行業(yè)比較常用的建筑結構類型,被廣泛應用于現(xiàn)代建筑施工當中。鋼結構的施工,主要是利用焊接和鉚釘?shù)姆椒▉硗瓿山Y構的構建。由于鋼結構的施工簡單,可操作性性強,給建筑施工帶來了很大的便利。要想鋼結構在建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,就要對鋼結構的施工工藝,尤其是對其節(jié)點設計進行深入的研究,確保鋼結構的穩(wěn)定性。本文對鋼結構節(jié)點設計進行簡要的分析,希望對建筑施工工作有所幫助。
鋼結構工程節(jié)點施工
鋼材料由于具有很強的抗震性和延展性以及穩(wěn)定性,在現(xiàn)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(yè)的發(fā)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(jié)點設計,能夠的保證鋼結構適應現(xiàn)代建筑施工和使用要求,保證鋼結構具有的承重能力和延展性,保證建筑結構的穩(wěn)定性。鋼結構
一、鋼結構節(jié)點的分類
?。ㄒ唬﹦傂怨?jié)點。剛性節(jié)點,就是保證鋼結構在建筑物受力過程中,梁柱夾角保持不變形或者輕微變形的節(jié)點。要想保證鋼結構的性能發(fā)揮到,就要保證鋼結構的節(jié)點和梁柱結構之間的角度盡量在受力時不發(fā)生變化,這樣,建筑物的結構才會保持穩(wěn)定。剛性節(jié)點的連接強度,要大于被連接構件的屈服強度,因此,控制好節(jié)點連接的穩(wěn)定性和強度非常重要。在所有的剛性節(jié)點完成以后,鋼結構的節(jié)點功能能夠得到的發(fā)揮。
?。ǘ┿q接連接節(jié)點。鉸接連接節(jié)點一般不用在鋼構件的連接上,而是用在梁和柱身、柱腳的固定上。當鉸接連接在連接梁和柱身時,其只有垂直方向的剪力作用,鋼結構不會產生彎矩,而鉸接連接結構能夠實現(xiàn)自由的轉動。鉸接連接節(jié)點施工操作比較簡單、實用性強。在建筑中用于鋼結構端部的固定,可以增強其穩(wěn)定性,加強端部的承受能力,保證建筑物的性。
?。ㄈ╀摻Y構半剛性節(jié)點。半剛性節(jié)點是介于剛性節(jié)點和鉸接連接節(jié)點之間的一種節(jié)點。它具有的彎矩承受力,還能夠塑造鋼結構的形狀。除此之外,半剛性結構還能夠增加建筑的抗震能力和抗彎能力,是一種介于剛性和柔性之間的連接方式。這種節(jié)點方式具有的抗彎能力,能夠保鋼結構的承載能力。但是其施工難度比較大,由于施工和設計不當引起的鋼結構彈性過大,會影響鋼結構的穩(wěn)定性和,因此應用不是非常廣泛。
二、鋼結構節(jié)點基本設計要點
?。ㄒ唬﹦傂怨?jié)點與半剛性節(jié)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(xiàn)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(wěn)定性具有很好的效果。
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(jié)點的連接。對其進行設計,可以按照端板放置的方式進行區(qū)分,可以是豎放、斜放或者平放。
鋼結構廠房節(jié)點施工
3、中柱與粱的連接。 (1)工字型鋼柱或焊接組合柱。柱中節(jié)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(wěn)定性好,能夠保證鋼結構節(jié)點剛度的優(yōu)點。但是由于焊接對精度要求比較高,工作量大,焊接技術不能保證,因此,這種連接方式具有的局限性。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(jié)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(jié)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(jié)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。
?。ǘ┤嵝怨?jié)點
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(jié)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(xiàn)場進行拼接。因此,對斜梁拼接節(jié)點的設計也要遵循這一施工工藝。
3、桁架節(jié)點。 (1)焊接鋼管節(jié)點。焊接鋼管節(jié)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(jié)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(jù)節(jié)點的承載力進行調整。優(yōu)點是施工方便、快捷,節(jié)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(xiàn)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(jié)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(jié)點處不連續(xù),對節(jié)點的剛度和鋼結構的美觀性產生的影響。利用直接相貫節(jié)點進行設計,可以實現(xiàn)在施工過程中,不使用任何的連接件,能夠節(jié)省鋼材,降低成本,降低鋼結構的造價; (3)焊接鋼板節(jié)點。利用鋼板進行節(jié)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,能夠的節(jié)省成本。但是這種焊接方式現(xiàn)場焊接工作量大,需要對焊接時的變形和節(jié)點偏心進行嚴格的控制。
鋼結構工程節(jié)點
(三)柱腳節(jié)點。柱腳的穩(wěn)定性,是進行節(jié)點設計時需要特別注意的問題。柱的穩(wěn)定性對鋼結構建筑的穩(wěn)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(jié)點施工不合格而造成的事故不在少數(shù)。對于民用建筑,可以采用絞接連結節(jié)點的方式對柱腳進行加固。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(yōu)勢,被廣泛應用于建筑行業(yè)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(wěn)定性,提高建筑行業(yè)的施工質量。對鋼結構節(jié)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(jié)點、半剛性節(jié)點和柔性節(jié)點的連接優(yōu)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(wěn)定性和功能的發(fā)揮,保證建筑物的抗震性能、承載力和穩(wěn)定性。
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