1.湖北精工钢结构有限公司 湖北武汉 430312；2.湖北精工钢结构有限公司 湖北武汉 430312
摘要：随着建筑行业迅速的发展，钢材的应用量每年也逐渐增加，对于钢结构在整个建筑领域内的运用也日益广泛。由于钢材具有较好的性能优势，比如延展性好、质量轻等，因此钢结构受到开发商的青睐。为满足钢结构对塑性变形等能力的基本要求，设计人员应做好对钢结构节点的优化设计，从而确保节点能承受更多荷载。
关键词：建筑钢结构；节点分类；设计要点
1建筑钢结构节点分类
1.1刚性连接
为了满足建筑钢结构的基本力学性能，设计人员应该注重对连接节点连续性的处理，从而确保钢构件在节点处的连接能够满足完全连续的要求。在进行刚性连接节点设计时，设计人员应该适当的提高节点强度，使其能够超过构件的屈服强度，从而保证结构的安全受到保障。（1）梁的拼接。梁的拼接方式通常包括焊接以及螺栓连接两种方式。螺栓的连接方式和制作方式相对比较简单，其刚度的要求也相对较小，能够较好的保证梁结构拼接的质量，通常是在施工现场直接进行拼接；焊接相比于螺栓的连接方式就显得较为复杂，通过不同的焊接方式进行梁结构的拼接，此拼接方式的刚度相对较大，但是施工工艺也相对困难，能够较好的保证拼接的质量，一般尽量选着在工厂内进行拼装，然后运送到施工现场。目前，在我国建筑行业内，梁拼接形式通常选用的是螺栓连接的方式，由于螺栓连接的施工方式相对简单，但是螺栓连接在施工中通常会由于接头尺寸较大导致梁拼接的材料损耗严重。（2）边柱与梁的连接。边柱和与梁之间的连接方式属于刚性连接，因此施工人员会选用端板的形式进行连接。端板连接形式的优点通常是能够较好的满足建筑的抗震性能、承受更多的荷载以及确保构件连接的质量安全。（3）柱与柱的连接。在柱与柱连接的过程中，施工人员应注意柱截面的变化形式。不同的截面形式选用的拼接形式不同，一般分为变截面和等截面柱拼接两种形式。在实际的工程当中，施工人员常选用等截面的焊接形式进行拼接，其焊接拼接形式与梁构件拼接形式相同。
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半刚性连接节点
对于半刚性连接节点，设计方和施工方应尽量的减少对其的应用。由于半刚性连接节点选用的连接方式与建筑构造设计间的关系不当，可能造成构件的弹性刚度大于连接节点的弹性刚度，从而影响构件连接点的安全，导致整个建筑物的安全性和稳定性不能够得到保障。
2建筑钢结构节点设计要点
2.1梁与柱连接节点的设计
（1）对梁与柱节点连接设计中承受力的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。（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2倍，最低也不能低于1.5倍。
2.2次梁与主梁连接节点的设计
次梁与主梁的连接有两种做法：①将节点设计为铰接；②设计为刚接。铰接构造简单，制作安装方便，在实际工程中一般采用铰接。刚结可使次梁成为连续梁，从而节约钢材，并且减少次梁的挠度。次梁与主梁的连接宜采用铰接连接，按次梁的剪力设计，并考虑连接偏心产生的附加弯矩，可不考虑主梁受扭。抗震设防时，为防止框架横梁的侧向屈曲，框架横梁下翼缘在节点塑生区段应设置侧向支撑构件。由于梁上翼缘和楼板连在一起，所以只需在互相垂直的主梁下翼缘设置侧向隔撑，此时隔撑可起到支撑两根横梁的作用。
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面高度的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基础梁；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；水平剪力可由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。（3）露出式柱脚。露出式柱脚是钢柱的轴力、剪力和弯矩由柱脚底板和锚栓传递给基础，不允许底板和锚栓发生屈曲或屈服，不允许基础被压坏。其特点是构造简单，但不易获得可靠刚性，需设置加劲肋和锚栓支撑托板。
2.4钢结构稳定性的设计
在对桁架节点进行设计的过程中，为保证钢结构的整体稳定性，设计人员应该尽可能的减少杆件的偏心距离，并且采用特殊的或者不同强度的材料进行设计，从而满足钢结构设计基本要求和标准。当对建筑结构的节点进行设计时，要保证节点连接具有一定的弯度，同时还要求其具有较好的柔度和刚度。设计人员在选用不动铰支座的时候，是为了尽可能的避免出现位移或者是在平面中产生自由转动的现象，但是无法完全的保证梁结构整体的稳定性。因此，为了保证钢结构的整体的稳定性，不动铰支座在设计的过程中应该尽可能的避免出现扭矩，但是还能够使梁截面出现翘曲并且还能够在平面内进行自由转动。当对多层和高层的框架结构进行设计的过程中，通常是不需要对框架的稳定性进行分析，只需要对框架柱的稳定性进行整体的分析。在进行布置构件的过程中，建筑企业通常不只是需考虑到局部的稳定性要求，且还应考虑到整个钢结构建筑的整体稳定性的要求。现如今，钢结构设计通常是按照原有的平面体系进行节点设计的，因此为了防止结构在平面外出现失稳的状况，设计人员需要严格的按照整体布置的情况对此进行结构设计，从而确保钢结构的稳定性和安全性。
3结语
随着建筑行业整体水平的提高，钢结构在我国建筑业的发展也是逐渐的加快，能够推动不同类型的建筑格局全面的发展。从而促使结构的构思方式变得新颖、结构形式变得灵巧。钢结构已经成为我国和国际建筑住宅发展的主要方向，在使用的过程当中，其具有相当明显的优势，比如抗震好、强度高、施工方便、成本低等。但在实际设计过程中，同时需要注意在不同情况下实施不同的钢结构施工设计方案，确保钢结构本身的质量安全以及不同载荷条件下钢结构的整体稳定性等。
参考文献
[1]周均来.高层钢结构的质量管理要点[J].工程技术研究，2016，（7）：133-134.
[2]许绍辉.建筑钢结构节点设计探讨[J].建材与装饰，2016（22）.
论文作者:熊保刚1,赵绿梅2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/30
标签：节点论文; 钢结构论文; 螺栓论文; 荷载论文; 基础论文; 截面论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;