童敏

摘 要：輕鋼結構的實踐應用在建筑工程領域當中是必不可少的，且多用于大跨度的建筑當中，因為它具有剛度大、自重輕、強度大等優(yōu)勢。在輕鋼結構的設計過程中，不僅要從大局出發(fā)，考慮到它的整體受力，也要鎖定細節(jié)，不能忽視節(jié)點的處理。連接節(jié)點的設計與建筑工程的質(zhì)量是息息相關的。本文主要從輕鋼結構構件的設計要求、連接方式及連接節(jié)點等幾個方面進行闡述，說明節(jié)點設計的重要性及其廣泛應用。

關鍵詞：輕鋼結構 節(jié)點設計 實踐

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0070-01

與傳統(tǒng)的混凝土結構相比而言，建筑工程領域的的輕鋼結構具有很大優(yōu)勢，比如建造周期短、跨度比較大、抗風抗震能力較強、維修費用低、簡單易行等。與重鋼結構相比而言，輕鋼結構顯得比較輕，而且結構基礎要求也比較低，周期之短和速度之快使它很適合于建造跨度大的結構。其應用的廣泛程度，我們可以在大型超市、體育場、展示廳等很多領域可以看到，因此，其連接節(jié)點的設計是否合理是一個很大的安全問題。

1 連接節(jié)點的形式

輕鋼結構的連接節(jié)點形式可以分為三類：一是按照構件與構件之間的連接方式可以將其分為梁-柱連接和梁-梁連接；二是按照構件的受力方式可以分為扭矩連接、單剪連接、彎矩連接和它與軸向力的組合連接；三是按照構件的連接形式可以分為端板連接、雙板連接和單板連接。

2 連接節(jié)點的設計

輕鋼結構的連接方式取決于建筑工程的要求，即對鋼結構的加工和安裝要求，這是節(jié)點設計的第一個要求。在工程中，有關人員可能會要求進行焊接，并且保證焊縫的質(zhì)量。為了讓鋼構件既滿足工程進度的要求，又能夠很方便的在現(xiàn)場進行安裝，因此需要在節(jié)點設計中，用螺栓連接兩個構件；只有在螺栓因為構件的尺寸原因、空間不足等原因，難以連接某些節(jié)點，或者它的連接將會讓整個節(jié)點變得比較混亂的時候再采用現(xiàn)場焊接。

連接焊縫和螺栓所提供的力要比所給的外力要大，同時也要比構件的最大承載力還要大，這是節(jié)點設計的第二個要求。當澆筑混凝土時因為疏忽而忽略了預埋件時，可以使用HILTI膨脹螺栓和化學螺栓進行連接，更好的固定住鋼構件和混凝土，這也是常用的一種構件連接方法。還有一種情況可以采用現(xiàn)場焊接，即為了使構件和預埋件之間的連接較為方便，也能很方便的處理對預埋件的定位偏差所造成的不良影響，這種情況下通常都會采用現(xiàn)場焊接。

3 連接節(jié)點的方法

對于連接槽鋼之類的次梁來說，單板連接是簡單易行的。在螺栓受到了偏心載荷的情況下，只要其承載力仍然大于外載荷，且單板于主梁的焊接縫縫一般是從三面進行焊接的，其受力狀態(tài)還是比較均勻的。要是因為上下易緣切割腹板需要加筋，那就可以在腹板內(nèi)焊接一個加勁板。

在主梁上難以緊固螺栓時，在外載荷比較大，螺栓單剪難以抵抗外載荷的情況下，可以使用雙板，其不足之處就是主梁和螺栓受到了偏心載荷的影響，因此還需要計算螺栓在剪力及彎矩綜合作用下的所受到的力。設計載荷的選擇是節(jié)點設計的一個重要因素。我們知道，輕鋼結構的設計規(guī)范是CSA16.1，它的設計載荷與梁的屈服強度、跨距及被連接梁的抗彎截面系數(shù)有很大的關系。當跨距比較小時，設計載荷之值是梁腹板抗剪力的二分之一，最大值不能超過梁腹板的抗剪力。

輕鋼結構設計中的兩個基本連接是梁-梁和梁-柱，可以采用簡支梁連接的方式，使用端板、雙角鋼、單雙板進行連接。一般情況下會將雙角鋼與次梁在車間里焊接好，然后在現(xiàn)場將雙角鋼與主梁腹板用螺栓連接起來，如此一來，螺栓就不會受到偏心載荷的影響，雖然偏心載荷由焊縫承受，但由于之前的焊縫采用的是三面焊接，其抗彎能力還是很強的，因此，在載荷較重的情況下，可以采用雙角鋼進行連接。在其他的一些場合下，假如載荷比較小，那么就可以使用端板進行連接，適當?shù)卦黾佣税宓暮穸?，就能夠承受軸向力和剪力的組合載荷；假如載荷比較大并且和主次梁形成了一定的角度，那么就可以將鋼板彎折成一定的角度，類似于雙角鋼的連接；當主次梁不是正交時，端板的連接優(yōu)勢就超過了雙角鋼的連接。

4 連接節(jié)點應考慮的問題

節(jié)點的連接有一定的原則，一是構件的連接應該按照等強度的原則進行設計，拼接構件和連接強度必須能夠傳遞斷開截面的最大承載力；二是節(jié)點連接的構造形式比較簡單，便于安裝、維護和運輸；三是節(jié)點的連接應該有延性，因為建筑類的鋼材本身所具有的延性對于抗震設計來說十分重要。

在輕鋼結構的設計工作中，連接節(jié)點的設計是一個不可忽視的環(huán)節(jié)，設計者應該根據(jù)連接接點所在的位置及其要求的剛度和強度，須合理仔細的確定連接節(jié)點的方法、形式、具體構造、計算方法等基本工作。在設計當中，應該按照設計要求、載荷、材料選擇的具體要求等方面進行仔細了解，以便更好的運用到施工當中。

在輕鋼結構施工過程中，常會出現(xiàn)的一種情況是現(xiàn)實中的節(jié)點與結構分析模型有很大的差異，這就是因為我們在結構分析前，沒有對節(jié)點的形式進行充分的思考研究。連以下是應該考慮的問題：一是節(jié)點設計必須考慮到施工空間和構件安裝順序。比如安裝螺栓、進行現(xiàn)場焊接等都需要一定的空間，空間小了可能就會無法完成必要的工作；每個構件都有它的安裝順序，一步錯就會步步錯。此外，盡量讓工人在現(xiàn)場進行臨時固定與定位。二是節(jié)點設計需要考慮到制造廠的工藝水平。三是節(jié)點防腐。鋼結構主要使用涂防銹漆進行防銹處理。

5 結語

近幾年，我國的高層建筑在不斷的增加，對鋼結構的質(zhì)量要求也在逐漸提高，因此節(jié)點的設計應用也十分重要。隨著鋼結構的不斷發(fā)展，我們會更好的把握連接節(jié)點的剛度、承載力以及強度，會在設計水平和設計能力上取得更好的成績?？萍嫉倪M步，社會的發(fā)展必然導致人們審美觀念的變化，輕鋼結構的應用也在不斷沖擊著人們的審美觀念，從理性的角度出發(fā)，我們可以把傳統(tǒng)和現(xiàn)代的建筑風格與材料相結合，吸收其中值得借鑒的部分，創(chuàng)造出更為精品的輕鋼結構建筑。毋庸置疑，輕鋼結構建筑的設計不能脫離建筑設計的原則，在此基礎上可以發(fā)揮鋼結構的優(yōu)勢進行合理施工。此外，在結構上也應該從嚴要求，爭取做到最好。

參考文獻

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