王昱

摘 要：在現(xiàn)代化社會發(fā)展中，經(jīng)濟(jì)與技術(shù)都有了進(jìn)一步的發(fā)展，高層、超高層建筑拔地而起。為了保證高層建筑的施工質(zhì)量，施工人員一般都會將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在其中，從而提高建筑工程的質(zhì)量以及穩(wěn)定性。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國既有的高層建筑中，建筑樓層超過77層的均采用的是鋼結(jié)構(gòu)；而樓層超過34層的，有80%以上的建筑采用的是鋼結(jié)構(gòu)。本文就高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行全面分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；節(jié)點(diǎn)；設(shè)計(jì)原理；分析

中圖分類號：TU392 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）09-0028-01

在建筑工程設(shè)計(jì)過程中，鋼結(jié)構(gòu)主要有構(gòu)件以及節(jié)點(diǎn)兩個(gè)部分構(gòu)成，這兩個(gè)部分存在著密切的聯(lián)系。在實(shí)際工作中，即使施工人員保證了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量，但是如果沒有根據(jù)相關(guān)規(guī)定來設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，同樣會降低鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，無法保證建筑工程的質(zhì)量。在高層建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)具有非常高的穩(wěn)定性，但是從一些數(shù)據(jù)表明，建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)仍然會因?yàn)榈卣鸲斐蓢?yán)重的破壞，究其主要原因是由于對其節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不夠合理。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅要求構(gòu)件的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，更需要考慮多種因素，將節(jié)點(diǎn)合理的設(shè)計(jì)，從而保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1 節(jié)點(diǎn)的連接方式

在高層建筑中，在制作鋼結(jié)構(gòu)的過程中，施工人員可以采用多種方式來連接其節(jié)點(diǎn)。一般來說，最為常見的連接方式有焊接、高強(qiáng)度螺栓連接以及兩者結(jié)合的連接方法。

1.1 焊接連接方式

在節(jié)點(diǎn)連接的過程中，焊接方法具有充分的延伸性，這對于節(jié)點(diǎn)是非常有利的。但是在焊接過程中還會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，這會極大的降低鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。在實(shí)際工作中，為了保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，一般施工人員會采用全熔透的方式來對其進(jìn)行焊接。

1.2 高強(qiáng)度螺栓連接方式

在高層建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)作為一種承重構(gòu)件，應(yīng)該具有較高的穩(wěn)定性與剛度。因此在連接節(jié)點(diǎn)的過程中，我們需要通過摩擦型高強(qiáng)度螺栓來將其節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，這種連接方式雖然施工簡便，但是材料消耗非常大，會增加工程造價(jià)，并且如果處理不好，還有可能因?yàn)榈卣鸬挠绊懚鴮?dǎo)致高層建筑失穩(wěn)，出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象。

1.3 焊接與高強(qiáng)度螺栓相結(jié)合的連接方式

目前，在高層建筑中，在連接鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的過程中一般都會采用這一連接方式，對于鋼結(jié)構(gòu)的翼緣部分，由于其受力較大，為了保證其穩(wěn)定性，我們可以采用焊接的方式連接；而在鋼結(jié)構(gòu)的腹板部位，則可以采用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。這種連接方式是將兩種連接方式的優(yōu)點(diǎn)充分展示出來，具有較大的優(yōu)越性。在工程施工過程中，施工人員需要注意的是，首先應(yīng)該采用螺栓將鋼結(jié)構(gòu)定位，然后再采用相應(yīng)設(shè)備對其翼緣進(jìn)行焊接。

2 高層建筑中梁與柱節(jié)點(diǎn)的連接與設(shè)計(jì)

在對梁與柱進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接的過程中，我們可以采用鉸接、剛性連接以及半剛性連接進(jìn)行。其中鉸接方式使柱身承受梁的剪力，此時(shí)梁與柱之間的夾角可以自由轉(zhuǎn)動；剛性連接可以是柱身不僅能夠承受住梁的剪力，還能夠承受其傳遞的彎矩力。此時(shí)，梁與柱之間的夾角在轉(zhuǎn)動的過程中不會增大或減?。话雱傂赃B接也就是柱身能夠承受來自結(jié)構(gòu)豎向的剪力與彎矩力，不僅如此，梁與柱之間的夾角雖然在轉(zhuǎn)動的過程中會隨之不斷的改變，但是也會受到外界環(huán)境的限制。要想在高層建筑梁與柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行剛性連接，使之達(dá)到理想的狀態(tài)顯然是不大實(shí)際的。

2.1 梁與柱節(jié)點(diǎn)的連接對其極限承載力的要求

鋼框架結(jié)構(gòu)是高層建筑中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，在其施工過程中，施工人員一般都會采用柱貫通型來對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了是鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到抗震效果，施工人員需要對鋼框架與鋼支撐采用剛性連接的方式進(jìn)行連接。在實(shí)際工作中，我們可以采用兩種方法進(jìn)行連接：首先，可以直接將梁與柱連接起來；其次，可以在柱上通過焊接的方式來處理短梁，并使梁與短梁相互拼接。一般來說，如果對于鋼結(jié)構(gòu)制作要求高，那么我們才會選擇后一種方法進(jìn)行連接。

由上所述，我們需要對鋼結(jié)構(gòu)的翼緣采用全熔透焊縫方法，并且會提供給梁柱相應(yīng)的極限受彎承載力，要求這一承載力高于梁的受彎承載力的2倍；鋼結(jié)構(gòu)的腹板采用剛強(qiáng)度螺栓連接之后會向梁柱提供相應(yīng)的極限受剪承載力，此時(shí)要求其承載力高于梁跨與受彎承載力相對應(yīng)的受剪承載力的2倍左右，同時(shí)也要高于兩腹板的受剪承載力。

2.2 梁與柱連接節(jié)點(diǎn)的抗震構(gòu)造

梁與工字形截面柱的翼緣或箱形截面柱直接連接時(shí)，應(yīng)符合下列抗震構(gòu)造要求：梁翼緣與柱翼緣之間采用全熔透坡口焊縫，8度乙類建筑和9度時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)V形切口的沖擊韌度，其恰帕沖擊韌度在-20℃時(shí)不低于27J；柱在梁翼緣對應(yīng)位置設(shè)置橫向加勁肋，加勁肋的厚度不小于梁翼緣的厚度，6度抗震設(shè)防時(shí)，可以通過計(jì)算適當(dāng)減小加勁肋的厚度，但不小于梁翼緣厚度的一半；梁腹板采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓通過連接板與柱連接。

3 次梁與主梁連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

梁在工地的拼接，主要用于柱帶懸臂梁段與梁的連接，其拼接形式有：翼緣采用全熔透焊縫連接；腹板用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，翼緣和腹板均采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接；翼緣和腹板均采用全熔透焊縫連接。

次梁與主梁的連接宜采用鉸接連接，按次梁的剪力設(shè)計(jì)，并考慮連接偏心產(chǎn)生的附加彎矩，可不考慮主梁受扭。

抗震設(shè)防時(shí)，為防止框架橫梁的側(cè)向屈曲，框架橫梁下翼緣在節(jié)點(diǎn)塑生區(qū)段應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐構(gòu)件。由于梁上翼緣和樓板連在一起，所以只需在互相垂直的主梁下翼緣設(shè)置側(cè)向隔撐，此時(shí)隔撐可起到支撐兩根橫梁的作用。

4 結(jié)語

目前，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但盡管如此，由于其還處于發(fā)展階段，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此在實(shí)際工作中，我國還需要根據(jù)其特點(diǎn)制定相關(guān)法規(guī)，然后在此基礎(chǔ)上建立大量優(yōu)質(zhì)的高層建筑，滿足人們的需求，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。相信在未來的社會發(fā)展中，鋼結(jié)構(gòu)還會不斷改善與發(fā)展，從而促進(jìn)建筑事業(yè)的快速發(fā)展，

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