建筑钢结构节点分类及设计要点

建筑钢结构节点分类及设计要点

杨强胜

同圆设计集团股份有限公司 山东济南 250101

【摘要】我国不断提高城市化进程，也逐渐提高了建筑高度，因此增加了建筑工程施工难度。因为钢结构较高抗拉强度和抗震能力，同时具有较高的施工便利性，因此在建筑工程中广泛利用钢结构，为了保障建筑结构的安全性和稳定性，施工单位需要明确建筑钢结构节点分类和设计要点，在建筑工程中充分发挥出钢结构的作用，促进我国建筑行业发展的稳定性。

关键词：建筑钢结构；节点分类；设计要点

因为经济发展水平不断提高，在建筑行业中开始推广利用钢结构结构。因为钢结构具有较高的质量，在实际施工中具有较大的便利性，因此在现代施工中广泛利用钢结构。在钢结构设计阶段，需要根据结构特征，优化节点处理工作，保障整体建筑工程的质量。建筑企业的设计人员和施工人员需要明确建筑钢结构节点分类及设计要点，在建筑施工中发挥出钢结构的作用，促进我国建筑行业的可持续发展。

一、概述建筑钢结构

建筑钢结构利用先进的加工工艺制作建筑结构，对比其它建筑结构，钢结构具有较大的优势。例如钢结构具有较高的强度和稳定性，整体成本比较低。当前建筑企业为了充分发挥出建筑功能，保障建筑物的质量，在建筑主体结构中利用钢结构。近些年我国建筑设计领域逐年提升钢结构的占比，因此钢结构是当前建筑结构的主要形式，因此在建筑结构设计过程中，施工单位需要合理钢结构，合理选择钢结构的类型，充分发挥出钢结构的优势，同时需要合理布置钢结构节点，保障整体工程质量。^【1】

二、建筑钢结构节点分类

（一）刚性节点和半刚性节点

在建筑工程施工阶段，钢结构节点主要包括刚性节点和半刚性节点，利用刚性节点，建筑在承受压力之后，在发生变形阶段不会发生转角，而利用半刚性阶段，建筑承受压力之后出现变形，实现梁柱建转动。在连接柱和梁的过程中主要是利用刚性连接方式，施工人员在连接阶段可以利用端板，提高整体建筑的抗震性和承压性，优化柱、梁连接效果。施工单位通常是利用刚性连接方式连接柱中节点，在实际工作中，工作人员需要实时观察柱截面的变化情况，针对截面情况合理选择不同的连接措施。在建筑工程施工中，施工单位需要减少利用半刚性节点，因为连接不合理，将会导致建筑构件出现转角变形问题，从而威胁到建筑的安全性。

（二）柔性节点

在建筑工程施工过程中，一些斜梁跨度比较大，需要施工单位分段处理斜梁，高质量的运输斜梁。在网架结构节点设计处理阶段可以利用板节点连接方式。螺丝球节点主要包括后壳体和高强度螺丝以及垫圈等，工作人员选用螺丝连接方式，要在球壁壳内向钢管杆件扭动螺丝，因此节省套筒等材料用量，同时也可以避免聚集剪力。此外利用螺丝球节点方式，可以使节点承重力因此提高。在连接过程中熔接钢管节点，通常是连接圆心圆柱体，主要是熔接钢管杆件和圆柱体的表面。确定钢管高度和直径的过程中，需要结合钢桶厚度和节点承重力。熔接钢管节点，整体安装工作比较便利，同时可以节省钢材用量，可以根据实际工作需要使用钢管，在实际施工阶段可能会涉及到较大的熔接量，因此工作人员需要控制熔接变形问题和节点偏移等问题。^【2】

（三）柱脚节点

运用钢结构的过程中，工作人员需要重视柱脚节点。因为很多施工事故的发生都是因为工作人员忽视了柱脚节点连接工作，在柱脚安装阶段，没有保障柱脚的稳定性。柱脚连接主要包括插入式和端承式两种方式。在实际施工阶段，钢结构的侧向力承受能力比较小，因此设计人员可以选用铰接柱脚方式，利用这种方式可以降低柱脚弯矩，保障经济性和合理性，在连接阶段可以利用多样化的铰接技术。在柱脚节点连接中利用铰接方式，将加劲肋设置在柱脚下方，在柱脚剪力作用下，可以保障柱脚的安全性。

三、建筑钢结构设计要点

（一）分析建筑钢结构的适用性

在设计建筑钢结构之前，设计人员需要分析建筑工程的实际情况和周围情况，确定建筑工程是否适合利用钢结构，使钢结构适用性因此提高。例如一些车间厂房的规模比较大，或者建筑对于抗震性要求比较大，都适合利用建筑钢结构。同时需要保障设计方案的可操作性，同时需要结施工成本，保障施工单位的境界效益。^【3】

（二）合理选择钢结构

建筑钢结构具有不同的类型，在选择钢结构类型的过程中，需要结合工程实际情况和施工条件合理选择。例如建筑物具有较大的高度和荷载，适合利用网架结构。如果建筑物对于抗震性提出较高的要求，适合利用钢混和巨型SRC柱结构。在建筑钢结构设计过程中，需要结合当地天气因素，保障屋顶载荷和重力满足施工规范。例如建筑物具有较大的跨度，在建筑钢结构设计阶段，需要利用拉索或者设置支撑物，避免后续发生坍塌事故。此外需要结合钢结构受力路径，从而均匀的分布受力。

（三）合理选择钢结构体系

如果建筑高度在6层以内，那么可以利用框架支撑结构体系，如果高度超过了6层，那么可以选用框架剪力墙结构和框架支撑结构。钢骨和钢管混凝土柱主要是通过组合钢骨形成的框架柱，适合在小规模的高层建筑中利用，可以减少施工材料消耗量，如果建筑队抗震性提出较高的要求，需要利用钢结构设置支撑体系。在实际施工中，施工单位需要结合工程实际情况和建筑特点，详细的分析建筑结构体系，合理的选择钢结构体系。

^【4】

（四）合理设计钢结构节点

上文分析了建筑钢结构节点分类，因此突出了建筑钢结构节点设计的重要性，施工单位需要结合实际情况合理选择建筑钢结构节点类型，在实际设计阶段，在焊接操作中需要严格遵守相关规定，根据国家标准体系检查焊接尺寸和焊缝质量。在选择焊条的过程中，设计人员要注意匹配焊条和金属。当前高层建筑结构中利用高强度螺栓作为传力连接螺栓，在连接之前，设计人员需要准确的计算孔壁承载力。在实际施工中需要严格遵守施工工序，不能随意更改施工工序和施工方案。

（五）控制建筑钢结构的截面

在设计建筑钢结构的过程中，不仅需要合理选择钢结构烈性和体系，还要准确的估算建筑钢结构的截面，主要是估算建筑物的梁、柱的尺寸和形状。在估算建筑钢结构截面的过程中，需要估算并且设置钢结构梁、柱的形状和大小，同时需要明确建筑构件的截面高度，从而确定板件厚度。^【5】

（六）科学设计建筑钢结构构件

在设计钢结构的过程中，需要保障构件设计的合理性，首先在材料选择阶段，为了提高构件质量，在实际施工之前需要制定腮红监督制度，保障选择的构件材料符合工程需要，满足国家相关标准。其次要合理把控施工技术和质量，为了保障施工质量符合工程要求，施工单位要选择综合素质较高的工作人员，避免因为技术误差引发质量问题。最后需要控制焊接变形问题，根据接头类型合理设置焊接参数，同时需要测试接头焊接效果，如果温度比较高，工作人员需要发挥一氧化碳的保护作用，可以采用埋弧焊自动焊接方式，进一步提高工作效率。

结束语：

当前建筑行业逐渐提高了钢结构质量要求，因此建筑企业需要把握建筑钢结构节点分类及设计要点，在建筑工程施工过程中，根据建筑钢结构节点设计，严格控制每个设计重点，提高建筑钢结构节点设计质量，提升整体建筑施工水平。

参考文献：

[1]杨帆.建筑钢结构设计中稳定性的设计方法研究[J].房地产世界,2020(22):32-34.

[2]谭高铭.分析工业建筑钢结构设计中轻钢和重钢的差异[J].建材与装饰,2020(04):110-111.

[3]王益民.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究[J].建材与装饰,2019(35):102-103.

[4]周辉.关于建筑钢结构工程设计及其注意事项的探析[J].居舍,2019(29):116+110.

[5]甄彩花.高层建筑钢结构设计中应注意的问题解析[J].建材与装饰,2019(25):116-117.