摘要：钢结构主厂房具有环保、抗震、成本低、施工快等优势，保证钢结构主厂房稳定性、可靠性的重要基础就是厂房的施工链接，节点设计的科学、合理可以促进钢结构建设的顺利施工、提高钢结构整体性能，对于主厂房的质量具有重要保障。本文从概述钢结构优点入手，阐述了钢结构主厂房节点设计特征，进而提出了钢结构主厂房节点优化措施。
关键词：钢结构主厂房；节点；优化设计
钢结构建筑在建筑行业中的应用日渐广泛，加强钢结构安装工艺、重视施工控制管理、增强钢结构建筑节点的优化设计，对于推动钢结构建筑设计具有重要意义。钢结构主厂房节点优化设计可以提高钢结构主厂房的稳定性和可靠性，保障钢结构主厂房使用性能具有重要作用。
一、钢结构优点
主厂房采用钢结构进行建造，主要是因为钢结构强度高，同时质量轻的特点。通过钢材密度和强度的比值可以对比衡量质量轻重，钢筋混凝土（18x10-4m）与钢材（1.7~3.7x10-4m）进行对比可以很明显的看出钢结构质量轻的优势，在形同跨度和荷载条件下，自重较轻的钢结构运用在厂房建造中，要比钢筋混凝土屋架轻2/3~3/4，如果采用轻壁型钢则会比钢筋混凝土材料轻9/10，在厂房建造选材时具有明显优势；同时采用钢结构进行施工可以很大程度的节省施工成本，钢结构轻的特点节约了运输成本，还可以降低吊装费用；钢结构的另一明显优势是节省施工时间，钢构件的可以通过机械化制造实现大规模生产，施工过程中采用加工和安装的方式，在降低施工成本的同时，很大程度的缩短了施工时间，提高了工程整体效益；钢结构自重轻、延展性好的特点还决定了抗震能力强的优势；最后钢结构可回收，施工避免粉尘、噪音等污染，符合绿色施工的可持续发展理念[1]。
二、钢结构主厂房节点设计
钢结构的设计具有诸多的优点，但是要确保钢结构真正发挥优势在进行设计的过程中要对钢功能结构的链接方式、传力方式进行充分考虑，钢结构设计中节点设计不准确，会导致施工无法拼装，通过传力特征可以将钢结构节点的连接方式分为刚接、半刚接和铰接。刚接节点的强度相对较高，因此在钢结构中的承受性能相对较强，但是刚接由于构造复杂要，施工难度相对较大，通常在承受荷载较大、风险系数较高的大板梁加工制作时才会采用；而半刚性链接的强度和刚度较刚接稍微逊色，但是要比铰接强度和刚度高，现阶段半刚接节点技术不够成熟，在实际施工中很少应用；铰接最大的特点是柔性较大，构造形式较为简单，施工过程中可以简化操作流程，节省施工时间，节约劳动成本，但是刚度较低，耗能较差，所以整体结构抗风、抗震能力相对较弱[2]。
三、钢结构主厂房节点优化措施
钢结构主厂房设计的过程中，节点设计要充分考虑到起支撑作用的主节点、大板梁铰接节点、大板梁刚接节点等诸多方面，通过节点的优化设计增强钢结构的承载力、稳定性，提高主厂房抗震、抗风等综合能力。
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（一）高强螺栓
螺栓连接分为普通螺栓和高强螺栓，螺栓连接的方式在施工的过程中具有安装方便、便于拆卸的特点，但打螺栓孔、拼装、加拼接板等操作不利于节约时间成本和钢材原料，因此在进行节点设计的时候要建立在充分考虑施工部位的基础上，结合设计的成本问题，采取优化方案，例如梁柱节点需要更强的受力，就要采用高强螺栓连接，而梁柱链接则可以采用普通螺栓，节点设计要通过综合考量采取最优方案。高强螺栓链接又可以根据设计和受力存在的差异分为承压型和摩擦型两种。承载型高强螺栓的设计只要考虑到正常荷载作用下，剪力低于最大摩擦力，符合1.3荷载标准，就不会出现滑动现象；摩擦型高强螺栓则可以应用于抗剪设计，要基于外剪力提供的最大摩擦力来应用摩擦型高强度螺栓，最大程度的防止构件滑动导致的结构变形，在摩擦型高强度螺栓设计应用中考虑的摩擦力主要指动力表现，要保证结构的安全性和可靠性，结构承载力就要小于摩擦性连接形式的1.3倍。
（二）全焊接点
焊缝连接的方式可以保证钢结构的原结构性能，施工可以避免钢材开孔，也无需增加拼接板等操作，相对构造简单，同时具备较高的密封性，提高了施工的效率；但是焊接会导致钢结构中钢材变形，降低整体结构的承载力和刚度，使用过程中低温冷脆现象、焊缝处气孔等影响使用性能。但是在高层钢结构工程中广泛应用的全焊接点形式，通过节省原材料、施工方便等特点，受到了施工设计的广泛欢迎，在进行大板梁链接中，全焊接点的施工方式可以提升整体结构的刚性，抗弯能力十分突出，通过增强大板梁焊接韧性，增强了整体结构的稳定性和抗震能力。
（三）优化大板梁的制作加工
优化节点设计中不可忽视的是大板梁的制作和加工，选取大板梁时要注意大板梁具有较强的刚度和强度，保证结构的稳定性就要保证大板梁足以承载施工荷载；在大板梁模板安装中要最大程度的避免模板接缝漏浆的情况，利用螺栓连接，加入泡沫胶，促进模板和胎膜的贴合程度，精确施工尺寸，加强螺杆固定，保证锚垫板灌胶口固定于端膜，端膜固定于侧模；在进行大板梁的混凝土浇筑前，对于钢筋设计和施工应用做好核对检查，品种、规格、数量要严格按照设计标准进行施工，确保绑扎牢固、模板稳定、接缝严密，防止钢筋出现污渍、模板出现杂物等影响施工质量的现象发生；最后要注意的是大板梁的养护和拆膜，养护过程要注意大板梁侧面和顶部的湿润，避免露天施工导致的热胀冷缩现象，通过涂养护剂或采用覆盖物洒水养护的形式避免大板梁开裂，拆膜时确保混凝土硬度度达到2.5MPa，防止粘模现象发生，保证混凝土具有棱角，增强强度[3]。
结语
综上所述，进行钢结构主厂房节点的优化设计，要充分利用软件、模型做好节点的应用设计，根据钢结构承载力、受力特点、使用特点，对施工中的条件进行充分考虑，节点的优化设计力求深入细节、符合实际，将理论与实际充分结合，不断优化设计方案、积累施工经验，完善钢结构节点的合理化设计，保证钢结构主厂房整体的稳定性、可靠性。
参考文献：
[1]章荣辉，王光.钢结构主厂房连接节点优化设计[J].环球市场信息导报，2017，（49）：151-152.
[2]史慧.钢结构工业厂房设计的现状及改造措施[J].中小企业管理与科技，2018，（22）：151-153
[3]汤学华.试论钢结构厂房施工与安装质量控制要点[J].山西建筑，2018，44（27）：216-217.
论文作者:贺和利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/10
标签：钢结构论文; 节点论文; 厂房论文; 螺栓论文; 结构论文; 荷载论文; 优化设计论文; 《基层建设》2019年第17期论文;