多高層民用建筑鋼結構節點范文

導語：如何才能寫好一篇多高層民用建筑鋼結構節點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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Abstract: China's rapid economic development has contributed to the development of the steel structure in the civil construction. The article first analyzes the reasons for the promotion of steel in civil construction, and then describes the development focus and the new steel structure of the steel structure in the civil construction on the residential system, and finally discussed the difficulties in the design of civil steel structures.

中圖分類號：TU381文獻標識碼： A 文章編號：

0.引言

隨著中國經濟的快速發展，鋼鐵需求的持續高漲，2010年鋼產量超過6億噸，占全球產量的將近一半。我國鋼產量的快速增長和絕對優勢為我國鋼結構建筑事業的發展奠定了基礎，提供了有力的資源保障。在國外，20世紀初期鋼結構已經在建筑行業中廣泛應用，陸續出現了鋼結構工業和民用建筑。60年代國外鋼結構建筑已經形成比較完善的結構體系。在80年代左右，由于環保意識的加強和木材短缺等因素，美國、日本、澳洲等發達國家，工業化鋼結構產品開始向個性化、高環境質量的工業化方向發展。其中代表性的有意大利的BASIS工業化建筑體系和日本積水房屋株式會社的預制裝配化鋼結構。90年代后，鋼結構的建筑逐漸從數量的發展向提高質量的方向過渡。許多國外發達國家積極推動預制裝配化鋼結構的發展，通過各種質量控制理論和方法，來提高和控制鋼結構建筑的質量，解決鋼結構建筑中所遇到的質量問題。美國、瑞典、日本等國家鋼結構建筑用鋼量已占鋼材產量的30%以上，鋼結構建筑面積已占到總建筑面積的40%以上。目前國外鋼結構建筑工業化程度己經從工業化專用體系走向了通用體系，成為世界發達國家的主導建筑結構。鋼結構建筑的發展水平也是衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志之一。

在我國，鋼結構工程的發展歷史比較悠久，早在公元一世紀五六十年代，就成功的建造了一些鐵鏈橋，近代又建造了一些拱橋、跨度較大的鐵鏈橋和一些鐵塔。近百年來，在我國各地也出現了少量的工業建筑鋼結構和鐵路、公路橋梁結構。近年來，國內一線城市相繼建起了很多高層鋼結構建筑，同時，各地還大規模的興建了單層或二、三層的輕鋼結構建筑。建筑鋼結構出現了規模更大、技術更新的局面，充分展現了鋼結構建筑以高技派的手法帶來現代生活的新氣息。伴隨著我國經濟和科學技術的迅猛發展，新材料、新工藝、新設備不斷涌現，大量新型建筑層出不窮，鋼結構建筑將會得到更快、更好的發展，特別是在民用建筑中的應用將會更加廣泛，我國鋼結構建筑與發達國家的差距將會逐漸減小。

1.鋼結構在民用建筑上的推廣：

鋼材用于民用建筑，具有良好的綜合指標，原因如下：1）鋼材是輕質高強材料，達到同樣強度時，鋼構件的截面尺寸相對較小，所占建筑面積較小，相對建筑的使用面積會增加，這對于“黃金地段”很重要。2）鋼材的輕質使得結構的自重會有所降低，對地基的壓力相對減小，節省地基造價。3）鋼結構建筑的施工速度快，可使建筑很快投入使用，這在時間就是效益的現今社會，顯得尤為重要。最后，隨著科技水平的提高，研制出越來越多的新型材料，以加強鋼材的防腐性能，提高鋼的耐火極限（也有通過改善鋼自身的組成，來提高這些性能）。以上這些對推動鋼結構在民用建筑上的發展起到有利作用。

此外，鋼結構用于民用建筑還有以下優勢：

l）鋼結構的塑性和韌性好，合理設計后，會具有很好的抗震性能，以保證“大震不倒、小震不壞、中震可修”，這對于以人為本的民用建筑，至關重要。

2）采用鋼結構，可建成造型新穎別致的建筑。由于鋼材良好的性能，使得其既可很大程度的發揮建筑師的創造靈感，又可最大限度滿足用戶對使用和建筑美觀的要求。位于江蘇漣水體育館是漣水縣的主要體育之一，包括一個主館和兩個副館. 該體育館采用國際上最新的鋼結構技術并采用穹頂結構, 優美的圓弧外形象征著顆顆明珠,成為一道亮麗的風景線。

3）采用鋼材能做到可持續發展，符合時代要求?，F今社會，隨著人們對美的追求，卻不忘對自然的保護和對能源的節約，從而實現可持續發展。鋼材屬“環保、節能、產品化材料”，鋼結構為“綠色建筑”，符合歷史發展潮流。同時，鋼結構在民用建筑上的推廣已受到國家相關部門的重視，這也會對我國建筑、冶金及相關產業的發展提供強大的動力。

2 鋼結構在民用建筑上的發展重點

鋼結構用于民用建筑，主要發揮它的輕質高強以及良好的塑性和韌性，同時兼顧到其利于產品化、機械化。故鋼結構主要用于民用建筑以下幾個方面：

2.1 單層民用鋼結構。此類型多為大跨度的公共建筑，采用鋼結構不但可提供較大的空間、較美的造型，還為其改建和擴建提供方便。如單層鋼結構的網架不但很容易跨越大空間，而且其經濟性、安全性較好，適應性很強，制作、安裝方便，設計、計算簡便，網殼可設計成風格多變，立體美觀的各種大跨度建筑。我國在這方面已有大量工程實例。

2.2 高層鋼結構。高層建筑高度較高，如采用鋼筋混凝土結構，不但向上運送混凝土不方便，而且龐大的軀體使得下部地基承受巨大壓力，這就迫切需求鋼結構這種輕質高強的材料。高層建筑采用鋼結構時，構件并不是全部采用鋼材，而多為混合結構，即下部可采用鋼骨混凝土結構或組合結構，而上部一般都為鋼結構。某科技大樓東西長達62 m,南北寬達28.5 m,共計12層。其工程結構形式采用筏板式基礎的高層鋼結構,且鋼柱底部與基礎柱腳連接采用外包方式。

2.3 中低層民用建筑。該類型多為民用住宅，層數一般在 3 層到10 層之間。我國鋼結構在中低層民用建筑，特別是住宅中的應用，目前還處于初步階段。

3.新型鋼結構民用住宅體系

3.1 交錯桁架鋼結構住宅體系

交錯桁架鋼結構住宅體系在美國、澳大利亞等國家己有不少應用，但在我國，只有1999 年上海北蔡，防水材料廠（上?，F代房地產公司） 造了一個5 層的住宅示范房，從理論上及計算上均沒有充分發揮交錯桁架的優勢，作法比較粗糙，工程做得不夠理想。

3.2防屈曲支撐框架體系

防屈曲支撐一般包括核心單元、無黏結膨脹材料和屈曲約束單元3部分，核心單元和屈曲約束單元之間由無黏結膨脹材料（如橡膠、聚乙烯、硅膠、乳膠等）和間隙隔開。屈曲約束單元通常由砂漿或混凝土和中空鋼套管組成；核心單元又可分為約束屈服段（核心段）、約束非屈服段（過渡段）、無約束非屈服段（連接段） 3 部分。

3.3開豎縫鋼板剪力墻體系

受混凝土開縫剪力墻的啟示，鋼板剪力墻也有帶豎縫的形式。開豎縫剪力墻的構造具有如下優點：通過調整豎縫的間距、長度等，可以方便地改變單個墻體的強度和剛度；鋼板只與梁連接，對柱不產生附加彎矩。通過低周反復試驗研究，可以知道這種新型抗側力體系符合強柱弱梁的抗震理念，塑性和滯回性能較好。課題組在試驗中也發現，螺栓的滑移會產生很大的聲音。因此，避免螺栓的過早滑移，保證結構的正常使用狀態是非常重要的。

4.民用鋼結構設計中的難點

對于用材已選定為鋼材的建筑，設計中首要的，也是關鍵的，便是結構體系的選型。結構體系選擇的是否合適，不僅影響結構的安全性和經濟性，還關系到建筑整體造型的美觀和其功能的完美實現。一般，對于一個設計，可選用的結構體系有很多種，而每種結構體系的適用范圍受各種條件影響，影響的情況非常復雜，再加上實際情況的多樣性和特殊性，不但使鋼結構體系難于選擇，更使結構體系的規范化難上加難。鋼結構設計中的另一個非常重要的方面，便是節點形式的選擇。鋼結構中每種體系可備選用的節點形式都很多，而且還在不斷推陳出新，日益向“兩高一強發展”，即：1）安全儲備越來越高；2）可欣賞性和藝術性越來越強；3）機械化程度越來越高。一個合理的節點體系，不但要使建筑能夠結構安全、施工便利，還要做到造型美觀、維護方便。目前所采用的節點形式，通常不能保證在某一條件下，各項因素都最優，需根據實際條件，有所選擇，來強化某一方面，而弱化另一方面，從而選出最佳形式。

由上可知，民用鋼結構設計中的兩大難點為結構體系的選型和節點形式的選擇，同時，它們也是設計中的重點。當前，對于這兩方面問題，研究者和設計者產生了矛盾。研究者鑒于問題的復雜，多采用從形式到條件的方式來解決問題，即研究每種形式（這里形式指結構體系或節點形式）的最佳適用條件，其結果往往導致多種形式有相同或相近的適用條件。而從事實際工程的設計者，則希望從條件到形式，即找到一種規則，使得在給定一些條件后，便可得到對應的最佳形式或得到可選形式的優劣順序，從而簡化設計工作。

這種矛盾的存在，很大程度上制約了鋼結構在我國民用建筑上的發展。這種情況已經引起很多相關人士的重視，并逐步開展一定的研究。

5.小結

鋼結構民用建筑結構體系在我國正處于一個起步階段，國家政策的導向，人民生活水平的提高對住宅提出的要求等不僅僅為鋼結構住宅結構體系的發展帶來了機遇，也帶來了挑戰，因此，我們必須本著科學的態度對待這些機遇和挑戰,結合我們的實際情況，推動我國的住宅建筑健康發展。

參考文獻：

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梁柱節點常用的處理方法及其特點并提出了幾點建議。

關鍵詞：梁柱節點，抗震設計， 強節點弱桿件， 建議

Abstract: this paper through the earthquake damage for example, analyzes the cause of destruction beam-column joints for several reasons, this paper discusses the methods of dealing with the commonly used beam-column joints and its characteristics and puts forward some Suggestions.

Keywords: beam-column joints, seismic design, strong weak stem a node, the proposal

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼：A文章編號：

一、前言

近年來，鋼結構的應用越來越廣泛。建筑鋼結構以其卓越的抗震性能，輕質高強和安裝方便等特點日益受到人們的青睞,在商場、展廳、大型場館、多高層及超高層等建筑中日益得到應用，如上海金茂大廈、深圳地王大廈、深圳證券交易所、深圳太平金融大廈等。在多層和高層建筑鋼結構的抗震設計中，梁柱剛性連接節點是其中的一個非常重要的組成部分，其設計得是否合理將直接影響到結構的安全及穩定。從以往的震害情況來看，梁柱節點又是破壞多發的部位之一，因此，必須對梁柱節點的設計給予足夠的重視。

二、震害舉例及原因分析

⑴墨西哥地震

1985年，墨西哥西海岸發生里氏8.1級地震，造成城區內102棟鋼結構房屋破壞，震后經調查，鋼框架的破壞主要發生在梁柱節點連接處。

⑵美國北嶺地震

1994年，美國北嶺地震中有100多棟鋼結構建筑在梁柱節點處發生了斷裂，震后對2066棟鋼結構建筑進行考察發現，其中50%在梁柱節點梁端的下翼緣焊縫處有損壞，20%在上翼緣焊縫處有損壞，且斷裂發生時梁端翼緣未見明顯屈服。

⑶日本阪神地震

1995年，日本阪神地震中大約有988棟鋼結構建筑出現不同程度的損壞，其中有90棟房屋倒塌，266棟房屋中度破壞，300棟房屋輕度破壞。經調查，其最常見的破壞形式也是發生在梁，柱翼緣相交的焊縫區，很多節點發生了脆性斷裂，出現了顯著的變形，甚至喪失了承載能力，但與美國北嶺地震不同的是，斷裂發生時梁端翼緣已有明顯屈服或局部屈曲現象。

從以上幾次地震的后果來看，梁柱節點破壞是房屋損壞的重要原因之一，究其原因，主要有以下幾點：

① 節點受力不合理

鋼框架在水平及豎向荷載的作用下，彎矩極值出現在梁端。即使節點與梁等

強，也是節點區先進入塑性。

② 焊縫金屬沖擊韌性低

美國北嶺地震前，焊縫采用E70T-4或E70T-7自屏蔽藥芯焊條，這種焊條對沖擊韌性無規定，實驗室試件或從實際破壞的結構中取出的連接試件在室溫下的試驗表明，其沖擊韌性往往只有10~15J，這樣低的沖擊韌性使得連接很容易產生脆性破壞，成為引發節點破壞的重要因素。

③ 焊縫缺陷

由于焊接操作過程中產生的裂紋、欠焊、夾渣及氣孔等，這些缺陷都能成為

斷裂開展直接斷裂的起源。

④ 三軸應力的影響

分析表明，梁柱連接的焊縫變形由于受到梁和柱的約束，施焊后焊縫殘留三

軸拉應力，使材料變脆。

⑤ 構造缺陷

由于焊接工藝的要求，梁翼緣與柱連接處設有襯板，實際工程中襯板在焊接

后就留在了結構上，因此在襯板和柱翼緣之間就形成了一條“人工”裂縫，導致裂縫開展。

鑒于以上分析，采用合理的抗震設計方法來改善梁柱節點的抗震性能，以減輕地震災害的影響將具有十分重要的現實意義。

三、梁柱節點常用處理方法

如今，隨著抗震知識的不斷完善，新的建筑抗震思想觀念不斷涌現，針對梁柱節點，“強節點弱桿件”的抗震概念設計思想已經為工程設計人員廣泛認知及采納。在此抗震概念設計思想的指導下，人們提出了以下幾種梁柱節點的處理方法，如：1.提高焊縫材料強度、韌性、施工質量和焊接工藝；2.改進焊接工藝孔的形狀和尺寸；3.采取適當的構造措施迫使梁端塑性鉸外移；在這幾種方法當中，以第三種方法最為常用，其具體的做法有：

⑴ 加強式連接：如擴展翼緣型節點（圖1）；蓋板加強型節點（圖2）

⑵ 削弱式連接：如犬骨式節點（圖3）；腹板開槽型節點（圖4）

圖1 圖2

圖3 圖4

現對梁端塑性鉸外移的幾種做法討論如下：

① 加強式連接：

包括擴展翼緣型節點和蓋板加強型節點，此種處理方式是通過增大梁端及其與鋼柱焊接的截面，使梁端及節點承載力高于正常鋼梁截面承載力，在地震作用下，加強的梁端及梁柱節點尚未進入全截面塑性受力狀態時，接近梁端的正常鋼梁截面因剛度較小先形成塑性鉸，迫使塑性鉸外移，從而起到保護梁柱剛性連接節點的作用。但是在實際的應用中，如果嚴格按照抗震設計思想的思路來進行設計的話，由于加大了梁端截面，必然導致柱腹板高度需要加高或節點域腹板厚度需要加厚，在整體抗震時不利于節點域發揮其耗能的作用。

② 削弱式連接：

a.腹板開槽型節點：實驗和理論研究表明, 腹板上開槽對腹板的削弱和梁的彈性階段的荷載―位移曲線影響不十分明顯, 在此原理下產生此種節點。其設計特點為: 能有效地使梁柱節點在地震作用下的塑性鉸外移, 起到保護焊接節點、防止發生脆性破壞的目的; 能夠減小梁與柱翼緣焊接焊縫處的應力集中。從而有利于節點抗震性能的發揮, 使節點的破壞模式從原來的焊縫的塑性屈曲破壞轉變為梁翼緣板的局部屈曲破壞。這種結構的不足之處也是明顯的, 類似狗骨式節點, 也有工藝復雜, 要求精度較高, 在槽型孔底部容易形成應力集中點的問題, 削弱后的腹板在安裝過程中易受到外力沖擊而發生變形。

b. 犬骨式節點：本方法是利用梁的塑性儲備來吸收和耗散地震輸入的能量的思想來對節點進行改進的。該方法利用削弱梁截面的方法人為地限定了塑性鉸形成的位置和長度, 充分保護了梁柱的焊縫, 使削弱處的梁截面的承載力小于節點處的承載力, 在地震作用下, 塑性鉸發生在梁的削弱處, 發生塑性破壞。同時, 使得較長的一段梁可以幾乎同時進入塑性。實驗表明, 當梁翼緣被削掉50%時, 結構剛度僅降低6% ~ 7%左右; 削弱40%時, 僅降低4% ~ 5% 。狗骨式節點按削弱形狀不同分直線型、錐型和圓弧型三種。狗骨型節點被廣泛應用在了美國和臺灣地區的高層鋼結構建筑中, 天津市的國際貿易中心也采用該方式的節點進行設計。該節點也是被看好的新型框架節點。經大量實驗表明, 在地震力作用下該節點表現出了良好的延性, 并在規范中被推薦使用。但該節點還是有其不足之處, 主要有以下的幾點: 首先, 梁的破壞一般是在梁截面應力最大即截面面積最小的狗骨處發生, 而中間梁段的全截面的承載力并沒有被充分利用。對整個梁來說, 它的承載力主要是由狗骨處的小截面決定, 造成了梁中間大截面部分的材料浪費, 經濟效益不好。其次, 由于梁截面被削弱, 在一定程度上降低了梁的承載力和剛度, 從而影響了整個框架結構的可靠性。另外, 為了防止在削弱處由于加工不精, 存在缺陷而引起應力集中, 在施工過程中對加工工藝的精度要求很高, 工序復雜,費用高。

四、梁柱節點的設計建議

⑴ 在整體設計階段，要重視抗震概念設計的思想應用，在整體設計時就要預先考慮到節點的構造做法，看其是否能滿足整體設計的假定；在節點設計時，要緊扣規范，規范規定的承載力要求、構造要求必須滿足，如梁柱節點的極限受彎、受剪承載力要求Mu 1.2Mp，Vu 1.3Mp/lh且Vu0.58hwtwfy，

這都是實現“強節點弱桿件” 抗震概念設計思想的保證?，F在，新的抗震規范已經開始實施，極限承載力的放大系數比以前有所提高，不再局限于1.2。

⑵ 要重視構造措施，制作工藝等對節點性能的影響。如將混合連接上端扇形切角的上部圓弧半徑改為lOmm-15mm ，與半徑35mm的切角相接;同時，圓弧起點與襯板外側焊縫間保持lOmm-15mm 的間隔，可以減小焊接熱影響區的相互影響；又如采用角焊縫封閉襯板邊緣的方法可以消除襯板的缺口效應；再如對于腹板連接較弱的螺栓連接用恰當的角焊縫補強可以改善連接的滯回性能等;

⑶ 在施工方面,由于焊縫的質量是影響剛性連接框架的延性的因素之一,因此,在進行鋼結構施工時嚴格控制施焊順序以及控制焊接的最高溫度等施工細節是十分必要的；另外，重要部位由技術等級高的工人施焊，也是減少梁柱連接焊縫缺陷的一種保證。

⑷ 焊縫及焊接熱影響區的缺陷是導致梁柱連接脆性破壞的重要因素。因此設計時應選用韌性比較好的焊條,施工時應保證焊縫質量,尤其是下翼緣施焊的質量,注意施焊順序,控制焊接時的最高溫度。對于難以施焊處應采用熔化咀電渣焊。

五、結語

隨著鋼結構在大型公共建筑，高層建筑，超高層建筑中的應用日益廣泛，梁柱節點（包括其它節點）的合理設計對建筑的安全性、經濟性、可操作性將產生重要的影響，我們必須從連接方式、構造、材料及施工工藝等方面綜合考慮以達到預期的目標！

參考文獻

⑴ GB 50011-2010 建筑抗震設計規范 中國建筑工業出版社

⑵ JGJ 99-98 高層民用建筑鋼結構技術規程中國建筑工業出版社

⑶ GB50017-2003 鋼結構設計規范中國計劃出版社

⑷《多高層建筑鋼結構設計》 李國強 編著中國建筑工業出版社

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關鍵詞：鋼結構；梁柱；剛性連接節點；抗震設計

梁柱剛性連接節點設計是鋼結構整個設計工作中的一個非常重要的組成部分，因其設計得是否恰當將直接影響到鋼結構承載力的安全性和可靠性。當前，隨著鋼結構日益廣泛的應用，為了避免出現人員傷亡和財產損失，對鋼結構梁柱節點抗震設計進行深入的研究已經迫在眉睫。

1鋼結構梁柱節點的基本特性

1.1剛性連接節點，從保證構件原有的力學特性來說，在連接節點處應保證其原有的完全連續性。這種構造能使所連接的構件之間夾角在達到承載能力之前不發生變化，其連接強度應不低于被連接構件的屈服強度。

1.2半剛性連接節點，能保證其承載力等于或大于構件的承載力，但由于所采用的連接方法和細部構造設計的關系，致使連接節點的彈性剛度比構件的彈性剛度低，這樣的節點形式作為設計要求一般不采用。

1.3鉸接連接節點，從理論上講是完全不能承受彎矩的連接節點，因而一般不能用于構件的拼接連接。鉸接連接節點通常只用于構件端部的連接，比如柱腳、梁、析架和網架桿件的端部連接等。

2 梁柱剛性節點的主要處理形式

2.1梁端削弱式（犬骨式）方案

該方案是對靠近梁柱節點的鋼梁翼緣進行圓弧削弱，在地震作用下，翼緣削弱處先于梁柱節點出現塑性鉸，實現塑性鉸外移，起到保護梁柱剛性連接節點的作用。設計時，需考慮剛度變化對整體分析的影響。該方案符合“強連接弱桿件”設計思路，構件加工時，處理圓弧削弱要求加工尺寸準確，切割面光滑無尖角，避免應力集中，磨平時應順翼緣長度方向加工，對加工工藝有較高要求。

2.2 梁端加強或加腋式方案

梁端加強方案即是增大梁端及其與鋼柱焊接的截面，使梁端及節點承載能力高于正常鋼梁截面承載能力。在地震作用下，加強的梁端及梁柱節點尚未進入全截面塑性受力狀態時，接近梁端的正常鋼梁截面因截面較小，先形成塑性鉸，從而起到保護梁柱剛性連接節點的作用。

加腋式方案是在節點部位梁的下面加上三角形梁腋，以增加節點處的有效高度，迫使塑性鉸在節點區域外形成，減少梁下翼緣處對接焊縫的應力。

3 梁柱節點連接時的規定

3.1 強柱弱粱的規定

所謂“強柱弱梁”即控制塑性變形能力大的梁端先于柱出現塑性鉸。為此AISC抗震規范和我國的抗震規范都規定了梁柱受彎承載力的比值：

ΣMPc≥ηΣMPb

式中：MPc= WPc（fyc-N/Ac）為柱的全塑性彎矩；η為強柱系數，各規范取在1.0-1.15之間；MPb為梁的全塑性彎矩，一般取MPb= WPbfyb。

3.2節點域抗剪承載力的規定

現行的設計規范都允許節點域在地震作用下產生塑性變形，耗散地震能。我國抗震規范和《高層民用建筑鋼結構技術規程》對于節點域的要求為：

Ψ（MPb1+ MPb2）/vp≤（4/3）fv

式中：Ψ為系數，6度Ⅳ類場地和7度時可取0.6，8、9度時取0.7；MPb1、MPb2分別為節點域兩側梁的全塑性受彎承載力；vp為節點域的體積；fv為節點域鋼材抗剪強度設計值。

3.3 連接承栽力的規定

節點設計一般要求多高層建筑鋼結構的節點設計應滿足傳力可靠、構造簡單、具有抗震延性及施工方便的要求。在進行抗震設計時，應考慮地震下結構已進入彈塑性受力階段，按照結構抗震設計遵循的原則――“強節點，弱桿件”， 即：

Mw≥1.2Mp

Vu≥1.3（2Mp/l）

式中：Mw――僅由翼緣連接（焊接或螺栓）承擔的最大受彎承載力；

Mp――梁的全塑性受彎承載力；

Vu――由腹板連接（焊接或螺栓）承擔的最大受剪承載力；

l――梁的凈跨。

4鋼結構梁柱剛性節點設計建議

4.1鋼梁腹板上下端為確保翼緣焊縫連續施工，做扇形切口，上切口半徑35mm，下切口規定高度50mm，如采用腹板現場焊接連接，共減少腹板高度85；如采用連接板連接時，一般連接板上下距梁翼緣各50mm，相比腹板減少高度100。

4.2無論梁端削弱式還是加強式方案，其設計的目的是希望在地震的作用下，在鋼柱和梁柱節點以外出現塑性鉸，即出現在鋼梁上。根據（GB50017-2003）《鋼結構設計規范》中的規定，構件出現塑性鉸的截面處，必須設置側向支撐桿。而根據（GB50011-2003）《建筑抗震設計規范》中的規定，其上下翼緣處均應設置側向支撐桿。在設計時，要求其側向支撐桿應具有足夠的強度和剛度，設置應符合相關要求。

4.3 在采用梁端削弱式方案時，為避免增加梁的鋼材用量，在設計削弱截面時，應避免根據彈性設計結果選定鋼梁截面，在其基礎上進行梁截面削弱，造成在多地震作用下可能出現塑性鉸。

4.4 由于鋼梁下翼緣焊縫因腹板相隔造成焊接工作中斷，易形成焊縫缺陷。在過去的施工中，一般是將上下翼緣焊縫襯板割除，以檢查翼緣下部焊縫質量及裂縫。但在具體施工中，在襯板割除作業中，如稍不小心，就會傷及主材。因此，在設計時，有兩種建議：①在下翼緣處將襯板割除，上翼緣處用角焊縫將襯板與翼緣焊接封閉；②上翼緣處震害較少，可不處理，下翼緣處用角焊縫將襯板與梁柱翼緣封閉，包括翼緣兩側與襯板相接處。在具體的設計時，筆者更傾向于后者，因為第二種設計方案可減少襯板割除的工作量，從而可大大降低對主材的傷害。

4.5在采用梁端削弱式（犬骨式）方案時，建議梁腹板與柱的連接應優先采用焊接，即用全熔透坡口焊縫將梁腹板直接焊在柱上或通過較厚連接板焊接。很多研究成果指出，腹板焊接的性能比栓接好，能更好地傳力，從而減小翼緣和翼緣坡口焊縫的應力。在采用焊接連接時，應采用與母材強度相適應的焊條或焊絲、焊劑。

4.6在以往地震下的鋼結構中取出連接試件在室溫下的試驗表明，其焊縫沖擊韌性往往很低，沖擊韌性過低會使連接焊縫在地震作用反復受力下容易產生脆性破壞，成為引發節點破壞的重要因素。因此，在具體設計時建議，應考慮地震作用高應變速率對焊縫韌性的影響，要對焊縫的沖擊韌性提出應用要求，應根據抗震設防的要求和地震載荷特點提出對梁柱焊接節點局部韌性的要求，選用韌性達標的焊接材料，使其滿足或優于鋼梁所需沖擊韌性的合格保證，施工單位在檢驗時要提供相關檢驗報告。

4.7 按抗震設計的多層及高層鋼結構，其梁與柱的連接節點的最大承載力可分別驗算焊縫的極限承載力（對接焊縫受拉，角焊縫受剪）、高強度螺栓連接的極限受剪承載力、有螺栓孔等削弱的桿件最大承載力（軸心控力、剪力）等，其連接節點應按地震組合進行彈性設計，并應進行地基檢限承載力驗算。

4.8 設計時，梁與柱的連接應符合下列構造要求：①梁與柱的連接宜采用柱貫通式，到頂層時若梁柱連接為鉸接，則在頂層也可采用梁貫通式。梁貫通型的連接形式多用于鋼骨混凝土柱中的 “ 十”字形鋼柱。②在抗震結構中，當柱在兩個方向都與梁相接時，宜采用箱形柱、“ 十” 字形柱或圓管柱。③設計地震烈度大于或等于 8度的框架梁，為了保證連接具有足夠的承載力，使節點處因梁端最大彎矩形成的塑性鉸向梁的跨中部轉移，除采用梁端加強式連接外，也可采用梁翼緣削弱式連接。

5 結束語

綜上所述，解決鋼框架體系中梁柱剛性節點的設計問題，對于大力發展建筑鋼結構具有重大而深遠的意義。在具體的設計過程中，應切實可行地貫徹“強節點、弱桿件”的原則，以確保梁柱剛性節點的設計能滿足鋼結構構造要求，從而確保鋼結構工程的整體性和可靠性。

參考文獻：

[1]GB50017-2003.鋼結構設計規范[S].

[2] GB50011-2003.建筑抗震設計規范[S].

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關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工技術

前言

對于高層及高層建筑的劃分，建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過100m為超高層建筑。對于結構設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力墻結構體系、框架―剪力墻結構體系、框―筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。高層和高層建筑在結構設計中除采用鋼筋混凝土結構（代號RC）外，還采用型鋼混凝土結構（代號SRC），鋼管混凝土結構（代號CFS）和全鋼結構（代號S或SS）。

一.高層建筑的發展意義

隨著科學的不斷進步，人們不再滿足于現有的生活狀態，不斷的進行挑戰，不斷的進行探索，例如宇宙飛船的研制，滿足了人們探索太空的心愿。各個領域都在挑戰領域的極限，建筑行業也不例外，不斷的建高樓，而且越建越高，高層建筑物要求的質量要相當高，所以在建筑中基本都是用鋼構結構，鋼構結構能保證高層建筑的質量，可以說高層建筑物就是高層鋼構結構。

二.高層鋼結構建筑工程實例及工程特點介紹

工程南北長125m，東西寬度56.5m，一共有18層高。本工程鋼柱底部與基礎采用外包式柱腳連接。鋼柱為650×650H截面，腹板厚度為20mm，翼緣厚度為28mm。梁柱節點采用10.9級M32高強螺栓連接。地腳螺栓M32，螺母和墊圈為Q235鋼。水平結構中樓板為鋼筋混凝土壓型鋼板組合結構，壓型鋼板與鋼梁間采用栓釘連接，鋼柱外包加氣混凝土砌塊，內墻采用加氣混凝土砌塊。民用建筑中采用鋼結構建筑做法與傳統結構形式區別較大，在整個建筑中，不同的建筑中鋼結構一般不相同，因此其安裝不可能有一個統一的或相對固定的安裝模式與工藝。

三.高層建筑物鋼結構施工的技術以及措施

在對高層建筑物鋼結構進行施工前，首先要對安裝的技術路線進行選擇，那么該如何選擇施工技術呢，在選擇前，要對高層建筑物的建筑環境以及建筑物本身的特點進行分析，要把所有能影響到施工的因素都要考慮進來，只有全面的勘察才能保證施工的質量與施工的進度。

1.安裝技術路線的選擇時候

（1）要對施工的環境以及施工的周圍環境進行了解，只有了解了環境問題，才能選擇施工環境的機械設備，要考慮現場施工的條件制定出一個施工的規劃，然后按照規劃進行快速、有效的施工。

（2）選擇安裝技術路線前要對鋼結構的特點進行分析，要了解鋼結構的組成以及荷載的途徑。只有了解了鋼結構的組成才能更好的分配出吊裝單元，要想合理的進行施工順序的按安排，就得清楚知道鋼結構的荷載傳遞途徑。了解了鋼結構的特點，才能更準確的達到設計的標準。

（3）在進行安裝施工前，要對設計的要求以及設計的理念進行了解，選擇一個合適的施工隊伍，保證施工隊伍的技術能力與設計中的安裝標準有效的統一起來。只有施工者技術能力的特長方面是設計中需要的，才能使安裝技術達到最高境界。

2.對于高層建筑物的施工關鍵施工技術以及措施如下：

（1）鋼結構焊接技術

超高層建筑物多采用鋼結構的，鋼結構的每個接點都是需要焊接的，并且需要焊接的地方非常多，由于承載的重量大，所以在焊接上要求的質量非常高。但是焊接的施工環境很艱苦，大量的焊接都需要在高空中完成，高空作業安全性低，并且焊接工作是一項本身就比較熱的工作，要是在炎熱的夏天進行，那么工作環境的溫度會更高，不僅影響施工的質量還會影響施工人員的安全。因此在進行焊接方案的制定時，要把一切能影響到焊接進行的因素考慮進去，并且根據具體的鋼結構選擇適合的焊接技術。在進行施工之前要對焊接隊伍進行培訓，培訓的內容要有依據性，要根據高層建筑物的特點進行培訓，指出需要注意的地方，培訓出一批高標準的焊接人員。

（2） 機械設備的選擇

在施工過程中，機械設備的選擇是非常重要的，要根據具體的鋼結構情況進行吊裝機的選擇，在進行鋼結構安裝過程中，吊裝機的選擇是最為重要的。由于高層建筑進行鋼結構安裝時，大多數都是在高空進行作業，所以一般選擇吊裝機都是塔吊式起重吊裝機，塔吊是進行高空安裝的主力設備。所以在對塔式吊裝機進行選擇的時候，要考慮到吊裝機的性能，對于吊裝機的配置一定要高，要能符合鋼結構安裝高空作業的需求。吊裝機的最高伸展高度要根據具體的施工要求來進行選擇。

（3）測量技術

對于超高層建筑物來說，測量時視線的通透性相對來說不是很好，并且受到樓體本身的限制，進行測量時難度會非常大，所以對高層建筑物進行測量時，要選擇配置好的儀器，并且配合正確的測量方法以及找準測量的線路，只有把各方面綜合起來，才能提高測量的準確度，測量時要求工作人員要認真負責，測量前要對高層建筑物做全面的調查。目前對于高層建筑物來說，應用最廣泛且收到的效果最好的測量技術就是選用GPS定位系統，來進行輔助測量，達到測量的位置以及路線的精準。

（4）仿真分析技術

在對高層建筑物鋼結構進行施工中，由于鋼結構本身有重力，并且在施工中會對其產生外力，高層鋼結構施工的工期比較長，再受到外界環境的影響下，使得鋼結構中焊接點以及其它部位出現變形。對于這些變形如果不加以控制，不但會影響施工的質量，嚴重會導致安全事故。所以針對施工中出現的變形情況，通常采用施工仿真分析技術，在結構沒有發生變形前就對其進行預算，預算時都是根據實際施工進行預算的，所以得出的數據都是幾乎和真實的數據相似的。通常選用計算機中的相關軟件進行仿真實驗的，了解結構的變形規律，一旦發生變形，可以精準的進行防護措施。

（5）預變形技術

由于高層建筑物已經不再是只有重量和高度兩個特點了，還有一些傾斜、扭轉的現象，在對傾斜或者扭轉的高層特殊建筑物進行施工的時候，不得不考慮到施工中空間的三維變形，對于空間的三維變形現象一定要加以控制，否則變形嚴重會影響整個建筑物的安全性能，以及整體的功能。與此同時也要考慮到差異壓縮變形以及沉降的現象，這些現象不加以注意，嚴重時會帶來不可彌補的損失。

（5）氣象保護措施

俗話說的好，高處不勝寒，是因為高處的物體受到雷電、風雨的影響非常大，所以在進行施工時，要考慮到雷電以及風雨對施工的影響，往往超高層建筑物施工的工期都非常長，所以在這期間，天氣問題是不能確定的，施工單位可以和當地的氣象局進行合作，預知天氣，然后有根據的做出防護措施。

四.結束語

文章從鋼結構施工過程中的主要施工工藝為切入點介紹了在實際施工過程中的施工技術及工藝。施工實踐證明，施工過程中只有嚴格按施工圖紙及現行規范施工，才能保證施工質量，達到預期控制目標。