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鋼結構節點基本設計要點詳情分析

2019-09-29瀏覽:
  鋼結構是一種建筑行業比較常用的建筑結構類型,被廣泛應用于現代建筑施工當中。鋼結構的施工,主要是利用焊接和鉚釘的方法來完成結構的構建。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。要想促進鋼結構在建筑行業的不斷發展,就要對鋼結構的施工工藝,尤其是對其節點設計進行深入的研究,確保鋼結構的穩定性。本文對鋼結構節點設計進行簡要的分析,希望對建筑施工工作有所幫助。
  鋼結構工程節點施工
  鋼材料由于具有很強的抗震性和延展性以及穩定性,在現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的發展,對鋼結構的需求和要求都在不斷的增加。因此,研究鋼結構的節點設計,能夠有效的保證鋼結構適應現代建筑施工和使用要求,保證鋼結構具有更好的承重能力和延展性,保證建筑結構的穩定性。
  
  一、鋼結構節點的分類
  
  (一)剛性節點。剛性節點,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點。要想保證鋼結構的性能發揮到最大,就要保證鋼結構的節點和梁柱結構之間的角度盡量在受力時不發生變化,這樣,建筑物的結構才會保持穩定。剛性節點的連接強度,要大于被連接構件的屈服強度,因此,控制好節點連接的穩定性和強度非常重要。在所有的剛性節點完成以后,鋼結構的節點功能能夠得到有效的發揮。
  
  (二)鉸接連接節點。鉸接連接節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自由的轉動。鉸接連接節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,可以增強其穩定性,加強端部的承受能力,保證建筑物的安全性。
  
  (三)鋼結構半剛性節點。半剛性節點是介于剛性節點和鉸接連接節點之間的一種節點。它具有一定的彎矩承受力,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。這種節點方式具有的超強抗彎能力,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,會影響鋼結構的穩定性和安全,因此應用不是非常廣泛。
  
  二、鋼結構節點基本設計要點
  
  (一)剛性節點與半剛性節點的設計
  
  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點的連接。對其進行設計,可以按照端板放置的方式進行區分,可以是豎放、斜放或者平放。
  鋼結構廠房節點施工
  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,穩定性好,能夠保證鋼結構節點剛度的優點。但是由于焊接對精度要求比較高,工作量大,焊接技術不能完全保證,因此,這種連接方式具有一定的局限性。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。
  
  (二)柔性節點
  
  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,需要到現場進行拼接。因此,對斜梁拼接節點的設計也要遵循這一施工工藝。
  
  3、桁架節點。 (1)焊接鋼管節點。焊接鋼管節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,鋼管壁厚還要根據節點的承載力進行調整。優點是施工方便、快捷,節省了鋼材;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;且鋼管具有一定的方向性,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,且連接件在節點處不連續,對節點的剛度和鋼結構的美觀性產生一定的影響。利用直接相貫節點進行設計,可以實現在施工過程中,不使用任何的連接件,能夠節省鋼材,降低成本,降低鋼結構的造價; (3)焊接鋼板節點。利用鋼板進行節點連接,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,能夠有效的節省成本。但是這種焊接方式現場焊接工作量大,需要對焊接時的變形和節點偏心進行嚴格的控制。
  鋼結構工程節點
  (三)柱腳節點。柱腳的穩定性,是進行節點設計時需要特別注意的問題。柱的穩定性對鋼結構建筑的穩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,由于柱腳節點施工不合格而造成的事故不在少數。對于民用建筑,可以采用絞接連結節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勢,被廣泛應用于建筑行業的施工當中,不但保證了施工質量和進度,還能夠保證建筑物的穩定性,提高建筑行業的施工質量。對鋼結構節點進行合理的設計,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。通過結合剛性節點、半剛性節點和柔性節點的連接優勢,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定性和功能的有效發揮,保證建筑物的抗震性能、承載力和穩定性。

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