分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

太萬(wàn)秋

（中車大同電力機(jī)車有限公司 技術(shù)中心研究院，山西 大同 037038）

近些年來(lái)，由于鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，通過(guò)科學(xué)分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員更好地了解焊接柱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提升鋼結(jié)構(gòu)連接柱的整體拼接質(zhì)量。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝節(jié)點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)力較小的位置。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接人員來(lái)講，在實(shí)際工作當(dāng)中，要認(rèn)真遵守焊接順序，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn)，避免鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)變形。鑒于此，本文主要分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

1 合理設(shè)計(jì)拼接接點(diǎn)

伴隨我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。通過(guò)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)，能夠保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案更加合理，有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱整體拼接質(zhì)量。由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝難度較大，連接柱的內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，如果連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案不合理，會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量。因此，鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要選擇合理的連接方式，提高鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的可靠性[1]。

鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的拼接方式主要分為三種，分別是焊接連接、鉚釘連接與螺栓連接方式等，其中，焊接連接方式應(yīng)用最為廣泛。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接人員要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)真按照鋼結(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點(diǎn)焊接流程進(jìn)行焊接，在保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)的合理性。

2 影響鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷主要因素

2.1 焊接設(shè)備因素

在焊接鋼結(jié)構(gòu)連接柱的過(guò)程中，由于連接柱節(jié)點(diǎn)焊接設(shè)備不合理，很容易出現(xiàn)焊接缺陷現(xiàn)象，降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝節(jié)點(diǎn)的可靠性。為了更好的提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)拼裝質(zhì)量，焊接人員要選擇合理的焊接設(shè)備，并定期維修與檢查，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)拼裝情況，不斷改進(jìn)，從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)拼裝質(zhì)量[2]。另外，連接柱拼接人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備的使用情況，建立鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱技術(shù)檔案，保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題得到妥善解決。

2.2 拼接工藝因素

由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接方式不合理，再加上鋼結(jié)構(gòu)連接柱材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，嚴(yán)重降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱整體拼接質(zhì)量。為了有效提高鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量，拼接人員要根據(jù)連接柱節(jié)點(diǎn)特征，選擇合理的節(jié)點(diǎn)拼裝工藝，并認(rèn)真按照鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)拼裝方案進(jìn)行拼裝，適當(dāng)加大焊接現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督力度，從根本上提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接節(jié)點(diǎn)拼裝質(zhì)量[3]。

2.3 環(huán)境因素

當(dāng)外界環(huán)境較差時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量。例如，在拼接鋼結(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中，由于外界風(fēng)力比較大，再加上外界空氣濕度較大，拼接人員要及時(shí)停止連接柱節(jié)點(diǎn)拼裝工作，并采用合理的防范措施，有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝水平。此外，當(dāng)外界溫度較低時(shí)，拼接人員要保證低碳鋼連接柱拼裝溫度得不小于-20℃，如果外界溫度低于-20℃，連接柱拼接人員要采取妥善的預(yù)熱措施。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 準(zhǔn)確計(jì)算抗彎承載力

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱抗彎承載力，并結(jié)合連接柱拼的截面模量，科學(xué)計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的慣性矩[4]。例如，在某裝備工程中，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)連接柱翼緣處彎矩，計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱腹板的承載力，將鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱進(jìn)行合理拼接，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性。

由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的翼緣寬度較大，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的規(guī)格尺寸，預(yù)留出鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱側(cè)面貼角的焊縫長(zhǎng)度，有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱受氣自身力學(xué)性能的影響，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的彈性受力情況，科學(xué)計(jì)算連接柱的內(nèi)力，保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱內(nèi)力與變形量成正比[5]。

3.2 科學(xué)分析焊縫內(nèi)力

為了更好地提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱翼緣坡口焊縫焊接質(zhì)量，連接柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員要選擇合理的貼角焊縫折減參數(shù)，科學(xué)分析連接柱拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力，進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)焊縫的承載能力。在分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)連接柱的抗彎能力，不斷調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)位置。

在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)抗彎承載力的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員可按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

Mo=WxoF

式中：Mo——鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的抗彎能力

Wxo——鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱自身強(qiáng)軸的截面模量

F——鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

3.3 合理拼接連接柱

通過(guò)合理拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱，能夠幫助鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員更好的了解連接柱節(jié)點(diǎn)特征。由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝難度較大，在實(shí)際拼裝的過(guò)程中，施工人員要結(jié)合柱子拼接節(jié)點(diǎn)組合截面模量，準(zhǔn)確計(jì)算連接柱截面的面積比，合理確定鋼結(jié)構(gòu)拼接連接柱拼接板的位置。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合外界環(huán)境特點(diǎn)，運(yùn)用合理的連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)理念，準(zhǔn)確拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的整體拼接質(zhì)量[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱抗彎承載力、科學(xué)分析拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力、合理拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱，能夠保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案更加合理，提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的總體施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的承載力，不斷改進(jìn)原有的連接柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，從而保證剛接骨焊接連接柱拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案得到有效實(shí)施。