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摘要:随着高层建筑的不断发展和进步,以及建筑结构的复杂化,因此对于建筑的整体稳定性的要求变得更加严格,因此选用钢结构作为建筑工程施工设计的主要方式之一,能够提高建筑结构的整体稳定性。钢结构为建筑工程的设计提供了便利的施工条件。为了促进建筑钢结构更好地发展,应该以建筑整体发展与社会关注度为发展起点,针对建筑钢结构节点的主要分类以及钢结构设计要点展开探讨,以全面提高钢结构的施工质量。
摘要:建筑 钢结构 节点分类 设计要点
前言:我国钢材产量的连年增加,钢结构在建筑结构的使用也日趋广泛,因为钢材具有延性好、轻质高强和安装方便等特点,建筑钢结构日益受到人们的青睐。虽然钢材有较好的延性性能,但材料的延性并不能保证结构的延性,钢结构良好的塑性变形能力还需要强大的节点来保证。虽然钢结构的延展性较好,但很难保证结构具有较好的延展性,为满足钢结构对塑性变形等能力的基本要求,设计人员应做好对钢结构节点的优化设计,从而确保节点能承受更多荷载。所以,只要通过强大的节点才可以保证钢结构具有很好的塑性变形能力。所以,对于建筑钢结构节点主要分类及设计要点的有关内容,要求有关单位及工作人员一定要认真的进行了解与掌握。
一、分析建筑钢结构
就建筑钢结构而言,就是通过一种先进的技术水平及加工工艺将建筑结构制作出来。对比其他建筑结构,钢结构本身的优越性非常的突出。在逐渐的增加和递增钢结构的应用比例。对此能够发现,在提升建筑的质量方面,钢结构已经逐渐成为了一种十分可靠的结构形式。所以,在设计具体的建筑结构的过程中,要将钢结构科学、合理的选择出来当作建筑结构,此外,要从成本低廉、稳定性和生态性的角度入手选型、设置和布置钢结构的具体节点。
二、建筑钢结构节点主要分类
2.1 刚性节点
只要将结构的完全连续性在连接节点处构造出来,对建筑构的力学特征才能够相符合。面对此种情况,这样在结构最大承载力的范围内,节点连接的每个构件所构成的角度就不会出现更多的改变。在被连接的构件所生成的屈服强度值以上,控制刚性连接节点的强度。刚性节点是指结构受力变形过程中梁柱夹角不变,半刚性节点是指结构受力变形过程 中梁柱之间产生不同程度的相对转动。
梁的拼接。梁的拼接方式通常包括焊接以及螺栓连接两种方式。螺栓的连接方式和制作方式相对比较简单,其刚度的要求也相对较小,能够较好的保证梁结构拼接的质量,同常是在施工现场直接进行拼接;焊接相比于螺栓的连接方式就显得较为复杂,通过不同的焊接方式进行梁结构的拼接,此拼接方式的刚度相对较大,但是施工工艺也相对困难,能够较好的保证拼接的质量。
连接梁和中柱。通常情况下,有着几个方面存在于柱中节点的刚性连接中,在焊接梁端与柱时,通常采用焊缝连接的方式。在焊接梁翼缘与柱时也应用焊缝连接的方式,梁腹板与柱通过螺栓进行连接。在对梁端与柱进行连接时通过 T 形连接件螺栓的方式来完成,而钢梁与箱形焊接组合柱的连接方式包括,通过焊缝连接的方式对柱和梁端进行连接,通过焊接连接方式对柱和梁翼缘进行连接,通过钢板和摩擦型高强度螺栓连接梁腹板,并且需要在柱翼缘上焊接钢板的另一端。
2.2.半刚性节点
这种节点的承载能力必须要高于整个建筑构件的承载能力。然而,在具体的设计中通常不会选择应用半刚性节点法,主要是由于建筑构造设计和半刚性节点连接方式之间的关系,造成建筑结构的弹性刚度要比连接节点的弹性刚度大很多。由于半刚性连接节点选用的连接方式与建筑构造设计间的关系不当,可能造成构件的弹性刚度大于连接节点的弹性刚度,从而影响构件连接点的安全,导致整个建筑物的安全性和稳定性不能够得到保障。
三、建筑钢结构设计的要点
3.1.选型、布置钢结构现阶段,桁架、框架、网壳、轻钢、索膜、塔桅等为钢结构的建筑的六种形式。在选择这六种结构时,应该按照工程的具体施工条件来确定。在荷载较大且高度较高的建筑物中比较适合应用网架结构。通常在抗震条件要求比较严格的建筑结构中,比较适合应用钢筋混凝土结构和巨型SRC 柱。在设计钢结构时,对当地的气候情况一定要细致的进行分析,一旦在冬天,对雪压附加到建筑结构中的荷载一定要充分的进行考虑,确保重力坠落曲线和屋顶荷载是相符合的。一旦建筑工程有着较大的跨度,在设计钢结构时,对于设置建筑物的支撑物或者设置建筑物的拉索等也要充分。
3.2 判断建筑物采用钢结构的适用性.钢结构并不是可以适用在任何建筑工程中的。因此,在设计建筑工程结构之前,要结合建筑工程的实际情况以及建筑工程周遭的环境进行合理的判别,以防止由于钢结构不适用于建筑中而导致后期建筑设计方案与实际工程施工不符,从而增加了施工的成本,降低了施工单位的经济效益。通过实际研究发现,在比较大型的厂房车间、抗震要求较高的建筑中适用钢结构是合理的。
3.3.考虑钢结构的变形限值
如果抗侧力结构选用的是钢桁架制作组合而成的纯钢结构,需要遵循以下原则:第一,如果是在地震环境下,要保证其顶点位移在 1/300,而其层间位移要保证在 1/250;第二,如果是在风力作用的环境下,要保证其顶点位移在 1/500,而其层间位移要保证在 1/400。通过实际研究发展,抗侧力结构选用钢桁架制作组合而成的纯钢结构会大大提高刚性指标,进而增加工程成本。
3.4.结构体系的选择
如果建筑层小于等于六层时,可以选择框架支撑体系,也可以直接选择框架结构;建筑层大于六层时,一般会选择框架混凝土剪力墙结构或是框架支撑体系结构;而当建筑层数较高时,一般会选择双重体系结构。框架结构一般包括钢骨混凝土柱、H型钢柱、钢骨和钢管混凝土柱三种。三种框架中,第三种属于组合框柱,一般适用规模相对小的多层或高层建筑,其优点是可以减少材料的使用。若考虑到抗震效果,则要优先选择钢结构支撑。
四.结束语
钢结构在我国建筑业的发展也是逐渐的加快,能够推动不同类型的建筑格局全面的发展。从而促使结构的构思方式变得新颖、结构形式变得灵巧。钢结构已经成为我国和国际建筑住宅发展的主要方向,在使用的过程当中,其具有相当明显的优势。钢结构凭借其抗震性能好、强度高、成本低的优势,成为我国建筑发展的主要方向。但在实际设计过程中,要注重与实际情况相结合,要在不同情况下实施不同的钢结构施工设计方案,确保钢结构本身的质量安全以及不同载荷条件下钢结构的整体稳定性等。
参考文献:
[1] 周均来 . 高层钢结构的质量管理要点 [J].工程技术研究,2016,(7):133-134.
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