淺析高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計

1、 淺析高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計 摘要：伴隨建筑行業(yè)的快速化發(fā)展，建筑工程取材也發(fā)生較大的變化。在當(dāng)前形勢下，高層建筑愈發(fā)增多，進(jìn)而鋼鐵利用也愈發(fā)廣泛。由于鋼結(jié)構(gòu)具有良好的強度，并能實現(xiàn)抗震能力，因此受到了建筑的喜愛。目前我國建筑工程在應(yīng)用鋼鐵技術(shù)上，還處于發(fā)展時期，作為專業(yè)人員對設(shè)計觀念進(jìn)行深入性研究，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展。文章針對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計進(jìn)行深入性分析。關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；節(jié)點設(shè)計和以往木質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行對比不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)在發(fā)揮著支撐作用的基礎(chǔ)上，還十分堅實。和混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，鋼結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性，同時技術(shù)利用極為靈活，可以依據(jù)結(jié)構(gòu)要求，完善鋼結(jié)構(gòu)框架，因此在建筑中受到

2、了廣泛的關(guān)注。因此，在目前高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)具有良好的利用，其靈活性主要以鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計為核心，可以保證建筑結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)固性。但對于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計具有極高的要求，并且設(shè)計方法具有多樣性，應(yīng)依據(jù)實際情況對方案進(jìn)行設(shè)計。在一定程度上講，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點對建筑穩(wěn)固性具有決定性作用，因而應(yīng)加強對技術(shù)的掌握。1、節(jié)點設(shè)計闡述在建筑結(jié)構(gòu)中，節(jié)點作為薄弱性環(huán)節(jié)，對結(jié)構(gòu)計算模型具有決定性作用。在一定程度上講，節(jié)點設(shè)計對建筑結(jié)構(gòu)可靠性具有嚴(yán)重影響，并影響著結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，因此，對處理節(jié)點連接尤為關(guān)鍵。2、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計理論2.1節(jié)點連接形式在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，主要是以節(jié)點設(shè)計為核心，一般而言，是有效連接鋼架斷點處。以往節(jié)

3、點連接方式是在高溫環(huán)境背景下，焊接節(jié)點處，這樣的方式可以確保延展鋼架結(jié)構(gòu)。但在焊接節(jié)點處，會缺乏一定的靈活性，但剛性較強。從抗震角度講，如果缺乏震動緩沖，將造成抗震性不是十分理想，不能順應(yīng)當(dāng)前建筑抗震要求。除此之外，利用焊接方式連接節(jié)點，一般是以全熔透技術(shù)為主。還有一種連接方式，應(yīng)以鋼架為基準(zhǔn)，進(jìn)行提前打孔，并將螺釘放入其中，確保螺栓連接，這種形式當(dāng)前利用較為頻繁。從連接方式角度講，具有簡單性，但進(jìn)行螺栓連接，具有很高的打孔成本費用。對于螺栓而言，和螺釘會在螺紋下摩擦結(jié)合，在震動背景下，螺栓會發(fā)生松動，進(jìn)而形成安全隱患的出現(xiàn)，因此連接方式具有較差的抗震性。在這樣的形勢背景下，會出現(xiàn)第三種即栓焊

4、混合連接方式，在確保作用發(fā)揮的基礎(chǔ)上，還具有較好的靈活性。在工程操作中，應(yīng)關(guān)注連接方式承受的溫度影響。2.2節(jié)點連接設(shè)計要求高層建設(shè)在實際設(shè)計過程中，對鋼結(jié)構(gòu)連接方式進(jìn)行利用，最為主要的問題在于，鋼結(jié)構(gòu)自身特征對自由度具有一定影響，基于這樣的情況，在進(jìn)行連接時，應(yīng)以節(jié)點連接方式為主，應(yīng)關(guān)注使用要求。在建筑施工中，為了便于安裝，并且提升工程進(jìn)度，鋼結(jié)構(gòu)階段連接在選擇過程中，應(yīng)選擇螺栓連接方式。另外，在工程設(shè)計中，如果設(shè)計極為復(fù)雜，防止螺栓松動，會對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，最終出現(xiàn)安全隱患?；谶@樣的情況，應(yīng)以焊接連接節(jié)點方式為主。針對工程當(dāng)中利用的預(yù)埋件，也應(yīng)以焊接節(jié)點連接方式為宜。在高層建筑中，基

5、于鋼結(jié)構(gòu)的利用，還應(yīng)滿足特殊要求，則為利用螺栓焊接混合連接方式過程中，兩種焊接方式下的力應(yīng)高于總體結(jié)構(gòu)力，確?？傮w結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。在關(guān)鍵時刻，針對工程當(dāng)中的小構(gòu)件，可以利用混凝土進(jìn)行加固。3、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計利用3.1梁和柱連接節(jié)點設(shè)計對于梁和柱在連接方式上，主要劃分為以下幾種，一種是鉸接連接。這種連接方式，受梁端豎向剪力作用，柱身會受到一定的影響?；谳S線夾角隨意，節(jié)點在設(shè)計過程中，不用對轉(zhuǎn)動影響進(jìn)行考慮。第二種是剛性連接。對于這種方式而言，由于梁端轉(zhuǎn)遞彎矩作用，柱身會受到影響，軸線夾角是不能進(jìn)行改動的。第三種是半剛性連接。鉸接連接以及剛性連接兩者之間的連接方式，軸線夾角是可以進(jìn)行改變的

6、，前提是應(yīng)在一定范圍內(nèi)。在鋼結(jié)構(gòu)框架中，結(jié)構(gòu)都是貫通型的，因而應(yīng)對高層建筑抗震情況進(jìn)行考慮，還應(yīng)對框架以及支撐梁柱進(jìn)行剛性連接。對于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計，應(yīng)對抗震性進(jìn)行考慮，其中主要是全熔透焊縫技術(shù)，這種技術(shù)會有效連接柱和梁翼緣，保證連接處具有穩(wěn)定性，還應(yīng)有效設(shè)計腹板角位置當(dāng)中的扇形切角。梁和柱連接節(jié)點在實際設(shè)計過程中，應(yīng)保證腹板和柱連接高于兩列，同時不能小于1倍，在確保梁和柱連接穩(wěn)定性的同時，還能確保高層建筑自身的安全。3.2主梁以及次梁之間的節(jié)點設(shè)計對于這兩種梁節(jié)點設(shè)計來講，是以懸臂梁段以及梁間的節(jié)點連接，則翼緣利用全熔透焊接方式進(jìn)行連接，腹板間或是腹板和翼緣間利用螺栓連接方式。螺栓在進(jìn)

7、行連接過程中，主要是以摩擦型為主?；谥髁阂约按瘟洪g的節(jié)點設(shè)計，應(yīng)對剪力影響進(jìn)行考慮，由于連接會出現(xiàn)連接彎矩，這是基于次梁而言的，但主梁也不能忽視。在高層建筑中，抗震設(shè)計是尤為重要的，是需要考慮的內(nèi)容。因此，應(yīng)對橫梁框架側(cè)向屈曲進(jìn)行考慮，還應(yīng)保證橫梁設(shè)置支撐構(gòu)件，這樣才能對橫梁起到支撐性作用，進(jìn)而保證鋼結(jié)構(gòu)具有安全性。3.3柱和柱之間的節(jié)點設(shè)計要想利于運輸具有便利性，柱和柱間一般都是以施工現(xiàn)場為核心，要想確保穩(wěn)定性，框架都是利用工字型為主，或是方形截面柱。假如箱型柱以焊接方式為主，柱和柱間焊接則是v型，同時焊接角度不能低于固定值，并且不能小于13mm。要想保證鋼結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性，柱和柱間的節(jié)點

8、連接，應(yīng)將耳板進(jìn)行安裝，但應(yīng)注意的是，耳板厚度不能高于9mm，同時坡口深度應(yīng)高于板厚。在工字型柱節(jié)點設(shè)計過程中，相關(guān)部分應(yīng)利用全熔透焊縫技術(shù)，上柱體應(yīng)以v形為主，腹板則應(yīng)利用k形為主。3.4柱腳節(jié)點設(shè)計對于柱腳來講，具有著固定作用，應(yīng)保證柱腳在柱底端進(jìn)行固定。在這樣的固定方式下，確保柱身承受內(nèi)里會流竄到基礎(chǔ)?；A(chǔ)是利用鋼筋混凝土制成的，承受壓力會高于接觸面力，因而柱腳節(jié)點設(shè)計會保證高層建筑物具有很大的承受壓力，確保穩(wěn)定性。柱腳節(jié)點在進(jìn)行設(shè)計時，鉸接柱腳設(shè)計，會使得軸心具有很大壓力，假如柱軸會承受較小的壓力，應(yīng)有效焊接柱腳下端以及底板。3.5鋼管柱以及鋼梁節(jié)點連接對于鋼管柱以及鋼梁之間的節(jié)點連接

9、，一般是以方鋼管混凝土柱以及工字鋼梁節(jié)點連接結(jié)構(gòu)為主，其中主要為方鋼管混凝土柱以及工字鋼梁，優(yōu)勢特征主要體現(xiàn)在，工字鋼梁腹板在方鋼管混凝土柱中貫通 。在方鋼管后混凝土柱內(nèi)，會設(shè)有鋼板。從放置角度講，在方鋼混凝土柱內(nèi)，內(nèi)設(shè)鋼板是以混凝土柱內(nèi)內(nèi)設(shè)鋼板為主，和工字鋼梁腹板呈現(xiàn)出平行狀態(tài)，內(nèi)設(shè)鋼板邊緣與工字鋼梁翼緣呈現(xiàn)出平齊狀態(tài)。從連接選擇角度上講，節(jié)點一般是以焊接方式，或是螺栓固定方式為主。前者是剛性連接，后者則為柔性連接。相對而言，前者擁有著較低的成本，如果完工后存在問題，維修起來具有苦難性。但螺栓連接具有很高的造價成本，但維修十分便利。結(jié)束語：伴隨城市化進(jìn)程的發(fā)展，高層建筑如雨后春筍般建立起來，鋼結(jié)構(gòu)具有十分廣泛的應(yīng)用，在一定程度上講，鋼結(jié)構(gòu)促進(jìn)了建筑行業(yè)的全面發(fā)展。對于高層建筑來講，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮著不能代替的作用優(yōu)勢?；谶@樣的情況，也對鋼結(jié)構(gòu)本身提出了嚴(yán)格化要求，應(yīng)確保鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，并提升鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計，從理論角度為主要出發(fā)點，這樣才能確保高層建筑質(zhì)量，才能在真正意義上加快建筑行業(yè)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1程煒. 淺談高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計j. 科技與企業(yè), 2019(3):133-133.2王濤. 淺論高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計原理與實踐