浅述高层建筑钢结构节点设计

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1、浅述高层建筑钢结构节点设计　　摘要：我国钢结构发展前景光明，目前应大力加强和提高各级设计人员的设计水平，做到理论与实践相结合，尽可能多地关注钢结构行业的新动向，学习新的设计理念和设计方法，了解和掌握现有的施工经验和技术，提高设计工作水平和效率，促进钢结构的发展，本文主要论述了高层建筑钢结构的节点设计原理和节点设计的实际应用。关键词：高层建筑；钢结构；节点设计原理；节点设计中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：钢结构建筑具有良好的力学性能和经济效益,其特点主要表现在:重量轻、抗震性能好,有效使用面积大、快速施工等。从受力性能上分析，节点是关键部分的建筑,设计是确保节点有足够的强度

2、和延性,但也使节点结构简单,施工方便。节点设计是一个承上启下的工作，不合理的设计会给施工和安装带来巨大的困难，也带来了对结构安全隐患。节点中连接螺栓数目的确定、翼缘连接焊缝厚度的确定，相对是直观、容易的，而节点域抗剪验算、连接板等计算往往被忽略，但它们是决定节点安全性的重要因素之一。1节点设计原理1.1节点的连接方式6钢结构中节点的连接方式主要分为三种：一种是焊接连接，这种连接方式具有充分的传力和很好的延展性等优点，它的缺点就是有很强的残余应力，不能满足于节点的抗震需求。在焊接连接的方式中，一般使用全熔透的焊缝技术。尤其是对一些强度连接和对塑性区段的连接等。第二种是高强度螺栓连接，一般在高层建

3、筑的钢结构中，需要采用摩擦型的连接，这种连接方式对施工的要求不是很复杂，不过其成本比较高，是由于这种连接方式的尺寸较大，还可能在震动很大的时候出现滑移现象。第三种是栓焊混合连接，这种连接方式是高层建筑中使用的最为广泛的连接，一般应用于翼缘和腹板的部分。这种连接方式具备了一定的优越性，在实际施工中，要应用这种方式的前提是要注意温度的影响与这件系数0.9相乘。1.2钢结构节点连接的设计要求在高层建筑中，影响钢结构连接方式的根本因素是钢结构的加工质量及安装技术，也可以满足业主的自身要求，采用焊接方式更能够保证焊缝的质量，同时，这种方式加工比较方便，有利于增加工程的进度，也比较易于安装。因此，在钢结构

4、的节点连接方式中，最好选用螺栓连接的方式，当然不排除利用这种方式后使节点设计变得更加复杂化等一些情况，这时则选择焊接的连接方式。6对节点设计的另一个要求就是对螺栓连接和焊缝连接中力的问题，两种连接提供的力一定要高于其它外力和构件的最大承受力，这也是节点设计中的一个较为重要的要求。另外，一般在预埋件和构件的连接过程中选用焊接的方式。而在遗漏预埋件时，通常应用化学螺栓和膨胀螺栓的连接方式，这样可以更好地加固构件和混凝土，比较常用。2钢结构的节点设计应用2.1梁与柱连接节点的设计这种连接主要包括三种类型：一是铰接连接，这种连接的柱身只受到梁端的竖向剪力，两者轴线的夹角随意，节点的转动不受限制；二是刚

5、性连接，它的柱身要受到梁端传递的弯矩，两者间的夹角不改变；三是半刚性连接，这是介于前两者之间的一种连接方式，梁与柱的夹角受限地改变。2.1.1对梁与柱节点连接设计中承受力的要求钢结构的框架中的柱属于贯通型的，考虑到抗震的设计，要求框架与支撑的梁柱采用刚连。一般分为梁柱直连或是梁与悬臂拼连，后者要求构件制作很精准。由翼缘带来的受弯承受力，应该大于梁的塑性受弯力的1.2倍；由腹板带来的受剪承受力，应高于梁端剪切力的1.3倍。其中，对梁端弯矩的计算公式是：梁端弯矩M=Mc-Vd/3≥0.7Mc力偶：N=±M/h，对于管壁的剪力的计算，可以依照“规程”中的（DL/T5085-1999）规定公式,如下所

6、示：τ=0.6（Vmax/hjt）·㏒（2ro/bj）≤fv，bj=tw+2hj。62.1.2对梁与柱连接节点中的抗震设计连接节点的抗震设计具有一定的要求，包括全熔透的焊缝技术，加强柱与梁翼缘连接处的加劲肋的设置，还有对腹板角处的扇形切角的设置等。其中如果梁的全截面塑性模量高于翼缘的70%的时候，其腹板与柱的连接就要大于两列，最低也不能低于1.5倍。2.2对次梁和主梁连接点的设计在实施工地上进行梁的拼接工作，主要就是对悬臂梁段和梁之间的连接，一般常用的拼接方式是：翼缘用全熔透焊接，腹板以及其与翼缘间的连接方式都会选用螺栓连接方式中的摩擦型。对它的剪力设计要综合考虑到，由于连接而增加的弯矩，至于

7、主梁方面，则可以忽略不计。在抗震的设计中，应考虑到由横梁框架而带来的侧向的屈曲，这就要对横梁设置一个支撑的构件，一般选择垂直的在翼缘的位置增加一个侧向的支撑，这样就可以有效的支撑到两根横梁。2.3柱和柱连接节点的设计柱之间的连接一般都是在施工现场进行拼接的,框架一般用工字型或方形截面柱，如果是箱型柱大多数都是焊接柱，角部的焊接应该是V型或U形的焊缝，其厚度不能少于板厚的1/3，也不能少于14mm。