淺談鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計

【摘要】在工程項目施工的過程中，鋼結(jié)構(gòu)材料的運用，不僅使得整個工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到進一步的提升，還滿足工程施工的相關(guān)要求。本文通過對鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點設計的相關(guān)內(nèi)容進行介紹，討論了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計改進的相關(guān)內(nèi)容，以供參考。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；節(jié)點設計；梁柱

一、引言

在現(xiàn)代化工程項目建設施工的過程中，人們所采用的鋼結(jié)構(gòu)主要是通過工廠制作的方法，來對鋼結(jié)構(gòu)進行生產(chǎn)，這樣不僅縮短了工程施工的施工周期，還進一步的降低了在工程施工的成本，使得整個工程項目的經(jīng)濟效益得到提高。然而，在現(xiàn)代建筑工程施工中，人們對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計的要求也越來越高，因此我們就要對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行相應的改進，從而使得整個鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到進一步的提升。

二、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的一般設計

我們在建筑框架和梁柱結(jié)構(gòu)施工的過程中，施工人員一般都是剛性施工的方法，來對其進行處理。而且我們在對其鋼結(jié)構(gòu)進行連接時，其主要的形式有節(jié)點全焊、高強螺栓連接以及栓焊混合節(jié)點連接的方法來對其進行處理

1、全焊節(jié)點

（1）全焊節(jié)點連接形式

所謂的全焊節(jié)點連接方法也就是指，在對建筑梁柱結(jié)構(gòu)的上下翼緣處的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行焊接處理，從而將整個建筑結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行全面的焊接處理，并且嚴格按照工程施工的相關(guān)要求，來對其進行相應的施工處理，從而使得鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到進一步的保障。另外，我們在進行全焊節(jié)點連接的過程中，技術(shù)人員也必須要根據(jù)工程施工的實際情況，對整個建筑結(jié)構(gòu)進行受力分析，進而對其進行相應的焊接處理。

（2）全焊節(jié)點的設計

在一般情況下，采用全焊節(jié)點設計連接的方法，來對鋼結(jié)構(gòu)進行連接，不僅可以使得鋼結(jié)構(gòu)的強度得到進一步的提升，還使得接頭的應力增加。因此我們在對其節(jié)點進行設計的過程中，就一定要嚴格安裝工程施工的相關(guān)要求，來對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行適當?shù)募訌?，這樣就有效的提升了整個鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且我們在對其進行焊接施工的過程中，技術(shù)人員也要對其施工工藝進行嚴格的要求，這就使得焊縫連接的質(zhì)量得到進一步的提升。

2、高強螺栓連接節(jié)點

（1）高強螺栓連接形式

高強螺栓連接節(jié)點是指梁柱結(jié)構(gòu)的腹板在和柱進行連接時，我們就可以采用高強螺栓連接的方法，來對其進行處理，從而使其整個建筑結(jié)構(gòu)的承載能力得到進一步的提升。這種連接的方法在實際應用的過程中，技術(shù)人員必須要對其施工工藝進行嚴格的要求，并且根據(jù)工程工程施工的實際情況，來對其鋼結(jié)構(gòu)進行設計，讓整個建筑物的荷載可以順利的傳遞到基礎結(jié)構(gòu)當中。

（2）高強螺栓連接的類型和受力特點

在不同的建筑工程中，高強度螺栓連接的類型也就不一樣，在通常情況下，我們所采用的連接類型主要有摩擦性和承壓性這兩種。

摩擦型高強度螺栓連接在受剪設計時，是以外剪力達到板件接觸面間由螺栓預壓力使板件壓緊所提供的最大摩擦力為極限的。在設計摩擦型高強螺栓時，應保證連接點在整個使用期間外剪力不超過最大摩擦力，即能由摩擦力完全承受，使板件間不會發(fā)生相對滑移變形，即螺栓桿和孔壁間始終保持原有空隙。

（3）承壓型高強螺栓連接的設計

承壓型高強度螺栓連接的計算：抗剪連接沿桿軸方向的受拉連接同時承受剪力和桿軸方向拉力的承壓型高強度螺栓連接計算需按規(guī)范進行。原規(guī)范中規(guī)定的在抗剪連接中以及同時承受剪力和桿軸方向拉力的連接中，作了承壓型高強度螺栓的受剪承載力設計值不得大于按摩擦型連接1.3的規(guī)定，主要是當時對承壓型高強度螺栓的研究還不夠深入，尤其是缺乏使用經(jīng)驗。

3、栓焊混合連接節(jié)點

栓焊混合連接節(jié)點：梁翼緣與柱翼緣完全采用坡口焊接，而梁腹板采用普通或高強螺栓與柱翼緣連接的形式。這種連接形式是業(yè)內(nèi)專家和學者們均認可的一種形式。

在采用栓焊混合連接節(jié)點方法時，技術(shù)人員只需對現(xiàn)場施工的方便性進行考慮，就可以對整個鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工的質(zhì)量進行很好的保障。而且通過相關(guān)的實驗分析，我們發(fā)現(xiàn)這種方法，不僅可以使得節(jié)點連接的質(zhì)量得到有效的保障，還有利于建筑荷載的瘡毒，使得整個鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量得到有效的保障。然而通過相關(guān)的實驗分析，這種節(jié)點連接方法在實際用于的過程中，沒有較好的延性，在反復振動的過程中，鋼結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，這就對工程施工的質(zhì)量有著嚴重的影響，因此我們在對進行連接施工的過程中，就要對其延性進行嚴格的要求，以確保鋼結(jié)構(gòu)工程施工的質(zhì)量。

三、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計的改進

1、將塑性鉸的位置外移

塑性鉸出現(xiàn)在柱面附近的梁上，可能在柱翼緣的材料中引起很大的厚度方向應變，并對焊縫金屬及其周圍的熱影響區(qū)提出較高的塑性變形要求，這些情況也可能導致脆性破壞。因此，為了取得可靠的性能，最好還是將梁柱連接在構(gòu)造上使塑性鉸外移。將塑性位置從柱面外移有兩種方法，一種是將節(jié)點部位局部加強，一種是在離開柱面一定距離處將梁截面局部削弱。鋼梁中的塑性鉸典型長度約為梁高的一半，當對節(jié)點局部加強時，可取塑性鉸位置為距加強部分的邊緣處梁高的1／3。節(jié)點局部加強固然也可使塑性鉸外移，但應十分注意不要因此出現(xiàn)弱柱，有背強柱弱梁的原則。

2、梁冀緣焊縫襯板缺口效應的處理

由于上翼緣焊縫處襯板的缺口效應不嚴重，而且它對焊接和超探也沒有妨礙，出于費用考慮，割除上翼緣襯板可能不合算，如果將上翼緣襯板邊緣用焊縫封閉，試驗表明并無不利影響，因此美國現(xiàn)時做法是上翼緣襯板仍然保留并用焊縫封口。坡口焊縫的引弧板，在上下翼緣處通常都切除，因為引弧和滅弧處通常都有很多缺用氣切切除后還需打磨，才能消除潛在的裂縫源。

3、選用有較高沖擊韌性的焊縫

如前所述，焊縫沖擊韌性不足會引起節(jié)點破壞。那么焊縫究竟要有多大的沖擊韌性才能防止裂紋出現(xiàn)呢?美國提出，焊縫的恰帕沖擊韌性(CVN)最小值取-29℃時27J(相當于-200F時20ft-1bs)是合適的，可以發(fā)展成為事實上的標準。在最近美國的實際工程中，采用E71T-8型和E70TG-K2型焊條的普通手工焊電弧焊已表明焊縫最小沖擊韌性可滿足上述要求，而采用E7018型藥芯焊條的“貼緊焊”焊縫沖擊韌性值更高，但都必須按AWS規(guī)定的焊接和探傷方法操作。

四、結(jié)束語

近年來，在我國建筑工程建設施工的過程中，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計在其中有著十分重要的作用，這不僅可以有效的提高整個建筑結(jié)構(gòu)的剛度和強度，還使得工程項目的施工質(zhì)量得到進一步的保障。而且技術(shù)人員在對鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點進行設計的時候，我們必須要根據(jù)工程施工的實際情況，來對鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的連接方法進行選取，從而使得整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到有效的提升。不過，從當前我國鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計的實際情況來看，其中還存在著許多的問題，為此我們還需要采用相應的技術(shù)手段來對其進行處理，進而讓工程施工的質(zhì)量得到保障。

參考文獻

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