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摘要:我国建筑行业随着近年来国家对于城镇建设的力度加大,使得建筑行业迎来新的拐点。随着城市化进程的加快,建筑对高度的要求也越来越高,对建筑稳定性保障带来了一定的难度。钢结构具有抗拉强度高、抗震能力强、施工便捷等多种优点,是在高层建筑中保障建筑稳定性的重要方式。在钢结构的使用中,为了进一步保障建筑结构的整体安全性以及稳定性,施工人员应该加强对建筑钢结构的节点分类的分析,并在此基础上明确其设计要点,确保钢结构在高层建筑中的使用能够发挥出更大的价值,促进钢结构在建筑中的应用效果的提升,也确保建筑行业的稳定发展。
关键词:建筑钢结构;节点分类;设计要点
引言
时代的进步,科技的发展推动我国整体经济建设发展迅速,同时我国各行业相互配合,发展迅速。随着我国经济水平的提高和科学技术水平的进步,在建筑行业中不断扩大了对于钢材料等建筑结构的应用范围和规模。由于钢结构具有良好的延性和较高的质量,且安装施工十分方便,在现代建筑施工中被广泛的应用。
1建筑钢结构的节点分类
1.1刚性节点与半刚性节点
在建筑施工过程中,钢结构的节点有刚性节点与半刚性节点两种,刚性节点能够保证建筑在承受压力而发生变形的时候不产生转角,半刚性节点能够实现在建筑承受压力而变形的时候梁柱间产生转动。边柱、梁的连接采用的是刚性连接,所以施工人员会采用端板来进行连接,它具有抗震能力强、承压能力强的优点,更能够保证边柱与梁的连接质量。柱中节点也会选择刚性连接方式,在连接过程中要注意柱截面的变化,不同的截面需要采用不同的连接方式,通常截面分为变截面和等截面。在实际的施工中,半刚性节点应该要尽量减少使用,如果连接不当,可能会导致建筑构件间发生转角变形,导致整个建筑的安全性受到威胁。
1.2铰接连接
通常使用双角钢,端板,单剪板,双剪板作为连接件,此情况下一般在加工厂将双角钢分别焊接在次梁腹板两侧,现场用螺栓把双角钢和主梁腹板相连。此时,仅焊缝群受偏心荷载作用,由于焊缝采用三面围焊,其承载力较大,因此当外荷载较大时,双角钢连接较为合理。当荷载较小时,端板连接简单可行,端板与梁端头或柱翼缘外皮工厂焊,现场用螺栓连接,端板达到一定刚度,可同时承受剪力和轴力。单剪板连接对于轻型次梁(槽钢)而言十分简便,单剪板与主梁一般采用螺栓连接或三面围焊,单剪板与次梁用螺栓连接,螺栓承受偏心荷载影响较大。当外荷载较大而螺栓单剪又不足以抵抗外荷载时,采用双剪板连接方式即可。单、双剪板连接适用于在主梁上无法紧固螺栓的场合。
1.3柔性节点
在我国建筑工程施工过程中,在进行主梁与次梁连接方法的选择中,使用最多的是简支连接技术,但是如果遇到建筑载重强度要求较高的就必须选择钢性连接。简支连接技术虽然比较复杂但是因为对次梁不需要进行翼缘处理,所以使得简支连接技术受到建筑工程师们的喜爱。在建筑工程施工过程中假如遇到了跨度较大的斜梁设计,就必须将斜梁进行分段设计,从而使得斜梁方便运输,然后在施工场地进行现场的拼装。一般情况下板节点主要是通过使用板节点进行连接,其节点连接是用来处理一些设计较为简单的网架结构节点。网架结构属于空间桁架形势,网架结构在施工中是属于比较常见的结构,因为网架结构的载重能力比较好,所以被经常的使用在一些民用公共建筑中。普通的螺丝球节点主要包括厚壳体、高强度螺丝、内外垫圈等。这些都是结合了螺丝球和溶接空心球而考虑的,在使用螺丝连接的时候,螺丝应当从球壁壳的内部向着钢管杆件方向拧,这样就可以节省销钉以及套筒等相关材料了,也消除了一般螺丝球的逃脱因销钉产生的截面小若引起的剪力聚集,造成的破坏。
此外这个节点的形态是通过柱壳和球壳组成的,盖板的安装一般安装在柱壳端上,盖板对柱壳的约束极大的增加了节点的载重力。溶接钢管节点一般在连接过程中都是使用空心圆柱体,将杆件直接溶接在圆柱体的表面从而形成节点。要想确定钢桶的高度与直径必须按根据钢桶桶壁的厚度和节点受力载重状况来确定。溶接钢管节点的优点主要体现在安装快捷渐变,能够大量的减少钢材的使用,并且钢管直接也可以随着迁件的增多进行调整。在建筑工程施工中,现场溶接量比较大,对此控制溶接的变形和节点偏心才是最重要的。
2建筑钢结构的设计要点
2.1要加强对钢结构适用性的分析
钢结构在建筑施工中的引用范围非常广泛,但这并不代表钢结构适用于所有的建筑工程。因此,在实际的施工过程中,需要先根据建筑的实际情况对钢结构的适用性进行分析判断,要充分考虑施工地点所处实际环境,在此基础上选择最适合建筑实际需求的钢结构,以免因为采用了不符合建筑实际需求的钢结构而带来的施工问题,如果采用了不适合实际施工情况的钢结构,很有可能造成设计方案无法得以落实,致使各方面投入成本的增加,损害施工企业的经济利益。在对抗震能力要求较大的建筑中,还需要确保钢结构选用的安全性和实用性。
2.2对钢结构类型进行合理选择和布局
在建筑钢结构中,目前比较常见的形式有几种,即轻钢、框架、排架、网架、塔栀、索膜以及形式。在选择钢结构形式时要充分考虑施工的实际条件。比如在设计具有较大载荷的高层建筑时可以选择网架架构,而在对抗震要求较高的建筑中可以选择SRC钢骨砼柱以及钢筋混凝土等结构。在设计时还要需要充分考虑建筑所处的环境条件,如有冬季降雪量较大的情况时应在结构设计中保证其荷载能够达到实际需要。对于大跨度的建筑结构,在设计时要合理布置其拉索或者支撑物,防止出现坍塌等问题。在对钢结构型式进行设计选择时要全面考虑其受力情况,并保证其受力分布均匀。
2.3柱脚的设计
(1)埋入式柱脚。埋入式柱脚是将钢柱按要求固定在钢筋混凝土基础或基础梁中,然后浇灌混凝土,形成刚性固定基础。设计时假定:柱的轴心压力由埋在混凝土中的柱脚底板直接传给钢筋混凝土基础或基础梁;弯矩由焊在翼缘上的栓钉传给钢筋混凝土基础或基础梁或者由柱翼缘传给混凝土;柱脚水平剪力由埋入混凝土的钢柱的翼缘与基础或基础梁的混凝土的承压力来传递;不考虑埋入的柱脚与混凝土的摩擦力和粘结力。(2)外包式柱脚。外包式柱脚是将柱脚用钢筋混凝土包起来,其中钢筋混凝土包脚高度、截而尺寸和箍筋配置对柱脚的内力传递和恢复力特性有重要作用。H型钢柱的包脚高度可取为柱截而高度的2.2~2.7倍。其内力的传递一般采用以下假定:轴力压力由钢柱柱脚底板直接传给钢筋混凝土基础或墓础梁;弯矩由钢柱翼缘抗剪栓钉先传给钢筋混凝土,再传给基础或基础梁;水平剪力可山底板和混凝土之间的摩擦抵消一部分,再由包脚混凝土和水平箍筋同共承担。
结语
随着社会的不断发展,建筑行业的整体要求与水平都有了一定的提升,钢结构是满足建筑需要、提高建筑水平的重要方式。钢结构具有抗震能力佳、强度更高、成本更低、施工更加便捷的优点,是我国建筑施工中运用非常广泛的施工方式。在实际的钢结构设计与应用过程中,需要将其特征与施工建筑的实际特征相结合,要充分考虑到施工环境、建筑特点等多种因素,结合不同情况来确定不同的钢结构应用方案,确保钢结构的应用价值,也确保建筑的整体质量。
参考文献:
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