二級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo)：淺談吉林清真西寺鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計

二級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo)：淺談吉林清真西寺鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計關(guān)鍵字：鋼構(gòu)造；節(jié)點設(shè)計

一、概述

鋼構(gòu)造在吉林清真西寺工程中得到很廣泛的應(yīng)用，鋼構(gòu)造用作主構(gòu)造鋼平臺，零星構(gòu)造鋼平臺、樓梯、屏蔽隔板、管道設(shè)備支撐、走道、護(hù)欄、旋轉(zhuǎn)爬梯、臨時頂蓋、穹頂，幾乎全部鋼構(gòu)造的連接都是采納高強螺栓和焊接進(jìn)展。本文主要概述鋼構(gòu)造連接節(jié)點的設(shè)計方法。

二、鋼構(gòu)件連接節(jié)點的形式

按構(gòu)件受力方式可分為：單剪連接、彎矩連接、扭矩連接，及其與軸向力的組合連接，支撐連接(包括水平支撐、垂直支撐、斜支撐)。按構(gòu)件的連接方式可分為：單板連接、雙板連接、單角鋼連接、雙角鋼連接、端板連接。按構(gòu)件與構(gòu)件間的連接可分為：梁-梁連接，梁-柱連接及其分別帶有水平支撐和垂直支撐的連接，柱拼接(包括大小柱的拼接)。

三、鋼構(gòu)造連接接點的設(shè)計要求

吉林清真西寺工程對鋼構(gòu)造的加工和安裝要求打算了鋼構(gòu)造的連接方式，根據(jù)業(yè)主要求，由于加工車間的焊接易于保證焊縫質(zhì)量，而大批量的鋼構(gòu)件既適于車間加工保證工程進(jìn)度的要求，同時又便于現(xiàn)場安裝便利快速，因此打算在鋼構(gòu)造的節(jié)點設(shè)計中，構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接盡量采納螺栓連接，除非在那些使用螺栓連接將使整個節(jié)點變的特別簡單或被連接的構(gòu)件尺寸較小、無足夠空間布置肯定數(shù)量螺栓的狀況下才采納現(xiàn)場焊接的連接設(shè)計。

對于節(jié)點設(shè)計的另外一個重要要求是連接螺栓和焊縫所能供應(yīng)的力必需大于所給外力或被連接構(gòu)件的承載力。此外對于和預(yù)埋件相連接的構(gòu)件為使連接便利，并且便于處理預(yù)埋件定位偏差造成的影響，通常采納現(xiàn)場焊接。在澆筑混凝土?xí)r遺漏預(yù)埋間的狀況下為便于鋼構(gòu)件和混凝土的固定，采納HILTI膨脹螺栓和化學(xué)螺栓連接，是最常用的構(gòu)件連接方法。

四、鋼構(gòu)造連接節(jié)點的設(shè)計方法

A：簡支梁連接

梁-梁，梁-柱是鋼構(gòu)造設(shè)計中的根本連接，一般采納簡支梁連接形式，可使用雙角鋼、端板、單板雙板連接。此狀況下一般將雙角鋼與次梁車間焊接，現(xiàn)場用螺栓將主梁腹板與雙角鋼連接。

在此連接狀態(tài)，螺栓不受偏心載荷，而焊縫受到偏心載荷的作用，由于焊縫采納三面圍焊其抗彎力量較高，因此，在較重載荷的狀況下，一般采納雙角鋼連接。相對而言，螺栓承受了附加偏心載荷。在另外一些場合，如載荷較大并且次梁與主梁成肯定的角度時，將鋼板彎折成相應(yīng)的角度，形成類似于雙角鋼的連接。假如載荷較小，可采納較簡潔的端板連接，在此類連接中，適當(dāng)增加端板板厚，可承受剪力和軸向力的組合荷載。時對于主次梁不是正交的狀況下，端板連接在加工工藝性上的優(yōu)點比雙角鋼連接更好。

單板連接對于連接槽鋼等類的次梁而言是特別簡便的，盡管螺栓受偏心載荷，只要螺栓的承載力大于外載荷，而單板于主梁的焊縫一般采納三面圍焊，其受力狀態(tài)較好。假如由于上下翼緣切割腹板需要加筋時，只需要在單板的另一側(cè)即腹板內(nèi)側(cè)焊接一加勁板。

雙板同樣適用于在主梁上無法緊固螺栓的場合，當(dāng)外載荷較大而螺栓單剪又缺乏以反抗外載荷時，采納此連接方式。其缺點就是螺栓及梁均受偏心載荷的作用，需要比擬簡單的計算程序進(jìn)展螺栓在剪力及彎矩綜合作用下的驗算。打算連接節(jié)點設(shè)計的重要因素是設(shè)計載荷的選擇，依據(jù)鋼構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)CSA16.1，設(shè)計載荷與被連接梁的抗彎截面系數(shù)，梁的屈服強度，及梁跨距有關(guān)，當(dāng)跨距較小時（〈2M〉，其值取梁腹板抗剪力之半，設(shè)計載荷的值應(yīng)不超過梁腹板的抗剪力。一般狀況下，設(shè)計載荷Vf=4M/L2其中：L為跨距，M為梁抗彎矩（M=0.9SxFy（kN.m））。

B：彎矩連接(剛性連接)

當(dāng)被連接梁處于懸臂狀態(tài)或要求采納全強度連接時，必需采納彎矩連接，連接接頭中，腹板承受剪力，上下翼緣承受軸向拉力和壓力。彎矩連接是特別簡單和費用較高的連接，由其節(jié)點設(shè)計的簡單程度所打算。一般狀況下，對腹板可采納雙角鋼或端板連接承受剪力，上下翼緣的拉力或壓力可通過連接板與次梁上下翼緣用螺栓連接。在上翼緣鋪蓋鋼格柵時，一般不宜采納上翼緣用連接板的方式，而采納帶墊板的現(xiàn)場全焊透方式進(jìn)展連接，這樣既節(jié)約了高強螺栓的使用，又使連接變得簡潔。一重型梁與柱的彎矩連接所采納的連接就說明白這一點，如圖五所示，為了使上下翼緣的軸向拉、壓力不致使柱的單側(cè)翼緣承受，此節(jié)點中在次梁上下翼緣方向，使用了四塊加勁板以反抗次梁沿翼緣方向的軸力，阻擋柱翼緣的局部變形，使柱受力勻稱，削減次梁上下翼緣和柱翼緣接觸的應(yīng)力集中，由于在該連接中，梁翼緣傳遞的軸向力較大，增加一斜向加勁板及在連接雙板上加勁以使柱翼緣的受力更加勻稱。

對于較小載荷的梁柱彎矩連接，可采納端板連接的方式進(jìn)展，在此類連接中次梁上下翼緣及腹板均與端板焊接，用螺栓將端板與柱翼緣或腹板連接，但端板必需有足夠的厚度以反抗次梁翼緣板的軸向力。焊縫可依據(jù)次梁翼緣板的厚度或外載荷的大小選擇角焊縫或全焊透坡口焊。主次梁彎矩連接，一般狀況在主梁腹板焊一連接板與次梁下翼緣用螺栓連接，主梁上翼緣與次梁上翼緣采納帶墊板的現(xiàn)場全熔透焊，腹板之間的連接可采納雙角鋼或端板用螺栓進(jìn)展連接。

C：斜支撐連接

斜支撐按其連接形式可分為鋼構(gòu)造樓面層的水平支撐和柱間垂直支撐連接