建筑鋼結構節點主要分類及設計要點

■崔 佳 ■武漢智業建筑設計有限公司，湖北 武漢 430000

1 剛性節點與半剛性節點

剛性節點是指結構受力變形過程中梁柱夾角不變，半剛性節點是指結構受力變形過程中梁柱之間產生不同程度的相對轉動。

1.1 梁的拼接

梁的拼接一般分有螺栓連接和焊接，螺栓連接雖其剛度較比焊接較小，但是螺栓連接的制作卻非常簡便，能保證質量，常現場進行拼接，焊接剛度相對較大，適用于工廠拼接。梁的連接在工地常采用螺栓連接，主要包括適用于荷載較小的梁的連接和適用于荷載較大的梁的連接。

1.2 邊柱與梁的連接

邊柱與梁的連接通常情況下為剛性連接，它的連接方式一般較多采用端板連接，是利用構件端部焊接端板與另一構件的端板連接的節點形式。在建筑學內，端板連接一般按板的放置方式的不同可劃分為端板豎放、端板斜以及放端板平放。

1.3 中柱與粱的連接

1.3.1 工字型型鋼柱或焊接組合柱

(1)柱中節點。一般情況下，柱中節點的剛性連接包括:采用焊縫連接的方式焊接柱和梁端;采用焊縫連接的形式焊接柱和梁翼緣;螺栓連接柱和梁腹板;選擇T形連接件螺栓連接的形式連接柱和梁端。(2)全焊接形式。焊縫連接較比其他連接方式，其的優點主要為連接處強度較高，能保證節點剛度，但由于焊接精度要求較高，不但一定程度上加重焊接的工作量，而且通常其所要求的質量往往事與愿違，無法保證到。螺栓連接的制作較之便利，對精度的要求也較比焊縫連接要低的多，剛度要求亦低。因而，柱和梁端連接全部采用焊縫連接時，為了保證焊接質量，應在工廠內完成全部的連接。(3)螺栓連接。采用螺栓連接柱與梁時，通常用的是T形鑄件，選擇螺栓或預焊接的方式進行。螺栓連接的T形鑄件是焊在梁翼緣上，而且鑄造時要預留T形鑄件的孔洞，這樣便會減輕施工現場的工作量。柱頂連接柱頂的連接形式在建筑學中普遍分為正交和斜交。在正交過程中，工字型鋼柱的連接可通過全焊接和栓焊的連接形式進行。

1.3.2 箱型焊接組合柱

一般情況下，箱形焊接組合柱和鋼梁的連接形式包含:梁端與柱的連接全部選擇焊縫連接;梁翼緣與柱的連接選擇焊縫連接，梁腹板通過摩擦型高強度螺栓與鋼板相連，鋼板的另一端應焊在柱翼緣上。

1.3.3 鋼骨混凝土柱與鋼梁連接

在建筑施工工程中，鋼骨混凝土柱與鋼梁的連接，一方面應該是為了便于混凝土的澆灌，另一方面確保了混凝土的密實度。

1.4 柱與柱的連接

在施工中，柱子和柱子之間的連接可據柱截面得變化程度劃分為變截面柱拼接和等截面柱拼接。一般柱和柱之間等截面焊接拼接，實際上是和梁的拼接是相一致的。

2 柔性節點

2.1 主梁與次梁的連接

在我國建筑施工過程中，處理主梁與次梁的連接采用比較多的方式是選擇簡支連接，但是如建筑要求較高亦可選擇剛性連接。這種連接方式雖較為復雜但其對次梁不需進行翼緣處理，因而這種連接方式也比較受建筑師們的青睞。

2.2 斜梁的拼接節點

跨度較大的斜梁設計，為了便于施工運輸常把斜梁分段設計，再在施工現場進行現場拼接。

2.3 桁架節點

板節點主要采用板節點連接，其節點連接處理簡單網架結構節點。網架屬空間桁架形式，是施工較為常見的空間結構，其受力性能較好，多應用于民用建筑中。

普通螺栓球節點是先將其置有高強螺栓的錐頭的兩端，再伸出錐頭上套有兩側開有長槽的無紋螺母，并以銷釘將螺栓與套筒連接為一體。

新型空心螺栓球節點的主要零件包括厚殼體、高強螺拴、內外墊片等。綜合考慮了螺栓球和焊接空心球的優點，首先，采用螺栓連接，螺栓是從球壁殼內擰向鋼管桿件，節省了銷釘及套筒等材料，克服了普通螺栓球的套筒因銷釘產生的截面削弱而引起的剪力集中，導致其破壞。其次，該節點形體是由柱殼與球殼組成，蓋板安裝在柱殼端上，蓋板對柱殼的約束作用顯著地影響了節點的承載力。

(1)焊接鋼管節點。焊接鋼管節點是連接件采用空心圓柱體，桿件直接焊在圓柱表面上而形成的節點。構造確定鋼筒筒高與直徑，壁的厚度要根據節點受力情況確定。其優點主要是連接比較簡潔、安裝比較快速，原材料節省了大量的鋼材，且鋼管直徑也因匯交桿件的增多而需要重新進行調整。其不足除要求大量的現場施焊和較高的施焊技術，又由于鋼筒是柱面，不僅使桿問端部鋼筒匯交處變為曲面，桿件切割復雜，且鋼筒不具有球體的無方向性，鋼件連接時不易準確定位和中心對中，易產生偏心受力，另外鋼筒內部還需作防腐處理。(2)直接相貫節點。直接相貫節點通常需要通過各種連接件來匯交各桿件。由于各種連接件的設計及制作等加重了施工的工作量以及鋼結構的使用量，同時各種連接件的匯交往往會使桿件在節點處不連續，從而對節點剛度以及視覺效果帶來影響，由此建筑師們便想到了通過直接相貫節點來克服這一問題。直接相貫節點的實施過程中不需要使用任何連接件，這不但節省鋼材，而且降低了網架造價。(3)焊接鋼板節點。由于此節點是采用鋼板連接，其構造相比其他種類較簡單、制作的加工量較少，但其剛度較大，而且用鋼量亦少，相對而言造價亦低。在實際的建筑施工中，現場焊接往往量較大，因此控制焊接的變形和節點偏心較為重要。

3 柱腳節點

柱腳在鋼結構設計時要加強重視。實際工程中，因柱腳不穩定造成工程事故的案例不勝枚舉。對于民用建筑，剛架所受的側向力較小，常采用鉸接形式。平板式鉸接因其受力合理、連接方便而成為鉸接的常用形式。帶有加勁肋的柱腳，都可用于荷載很大的情況，鋼管混凝土柱腳鋼管混凝土柱腳連接分為插入式和端承式。

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