董學(xué)仁

【摘 要】在工程設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接十分重要，其保證后續(xù)工作的正常進(jìn)行，如果這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，工程將不能通過(guò)驗(yàn)收。通過(guò)大量的實(shí)踐證明，在負(fù)載的情況下進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)使用越來(lái)越多。下面就結(jié)合工程案例分析這方面的問(wèn)題，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

【Abstract】In the process of engineering design and construction， the connection of steel structure beam-column connections is very important， it could guarantee the normal follow-up work， if this link appears quality problems， the project will not pass acceptance. Through a large number of practice， the steel structure beam-column connection technology is more and more used in the case of load. The following analyses this problem combined with engineering cases， hoping to give some reference to the concerned people.

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點(diǎn)連接；優(yōu)化措施

【Keywords】steel structure； beam-column connection； optimization measures

【中圖分類號(hào)】TU393 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0151-02

1 引言

益民大廈工程位于烏魯木齊市水磨溝區(qū)會(huì)展大道與蘇州路東延交匯處，國(guó)際會(huì)展中心片區(qū)。益民大廈主要分為主樓B區(qū)為23層、輔樓A區(qū)為6層，地下室為2層，除此之外，A區(qū)和B區(qū)間設(shè)計(jì)了連接體C區(qū)，局部設(shè)計(jì)為3層，總建筑面積為194562平方米。屋面層高29米，C區(qū)為連接A、B兩區(qū)的空中連接體，其平面形狀呈不規(guī)則扇形，平面投影中，長(zhǎng)約75米，最寬處約54米。

2 分析工程概況

2.1 分析工程中的鋼結(jié)構(gòu)情況

這一工程在A區(qū)設(shè)計(jì)為輔樓，除此之外，還設(shè)置了C區(qū)連接體的鋼結(jié)構(gòu)，主要作用是和A區(qū)鋼骨柱、鋼骨梁、屈曲約束支撐、中庭屋頂鋼梁、C區(qū)連接體鋼柱、鋼梁、幕墻鋼架進(jìn)行連接。對(duì)于A區(qū)鋼柱而言，在地下設(shè)置了40根，鋼骨截面分為米字型、十字型、H型。對(duì)于勁性鋼骨柱而言主要分為組合柱和單柱，鋼柱底標(biāo)高基本為基礎(chǔ)底標(biāo)高，部分底標(biāo)高是-0.15米處。

2.2 分析A區(qū)樓層的鋼梁設(shè)置情況

對(duì)于A區(qū)鋼梁的設(shè)計(jì)而言，主要分布在內(nèi)圈屈曲約束支撐、建筑外圈所處樓層的梁上，使用梁的截面型式是H型，長(zhǎng)度是8.4米，部分長(zhǎng)度是9.6米、6米。對(duì)于G1梁，要求分布標(biāo)高為負(fù)2F～4F，鋼梁截面尺寸為H500×500×50×50，使用的材質(zhì)為Q345B，對(duì)于G2梁，要求分布標(biāo)高為負(fù)5F～6F，鋼梁截面尺寸為H800×400×30×30，使用的材質(zhì)為Q345B，對(duì)于G3梁，要求分布標(biāo)高為負(fù)5F～屋頂，鋼梁截面尺寸為H800×300×30×30，使用的材質(zhì)為Q345B，嚴(yán)格按照要求施工，如下圖1。

3 分析對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)，包括很多不同類型的構(gòu)件，而且連接節(jié)點(diǎn)非常復(fù)雜，所設(shè)計(jì)使用的構(gòu)件截面形式各異，例如有十字型鋼柱、H型鋼柱、H型鋼梁、圓管等，對(duì)于連接節(jié)點(diǎn)的類型而言更是眾多，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)連接的工作量大，給現(xiàn)場(chǎng)施工人員提出了很大的挑戰(zhàn)。[1]在施工過(guò)程中存在屈曲支撐，在具體施工之前，需要計(jì)算屈曲支撐和鋼骨柱、梁、混凝土結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)，保證連接點(diǎn)的準(zhǔn)確性，除此之外，相互之間存在很多的關(guān)聯(lián)，為了解決這一問(wèn)題，施工單位組建了具有實(shí)力的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，進(jìn)行了專用軟件的開發(fā)，在原有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)之上深化設(shè)計(jì)，除此之外，在工作中和設(shè)計(jì)院保持著密切的聯(lián)系，使用Tekla等軟件進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范，確保節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。結(jié)合具體的設(shè)備、工藝等，使用國(guó)際常用的通用有限元程序SAP2000，MAIDASGEN作為驗(yàn)算程序來(lái)進(jìn)行較核，使用電腦放樣制作深化圖紙，保證深化設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性。

4 分析對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接的優(yōu)化

4.1 分析鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)負(fù)載下加固方法

在連接過(guò)程中，如果在負(fù)載情況下進(jìn)行加固，需要使用焊縫、螺栓等方式進(jìn)行加固，但是在加固之前有必要將原有的連接拆除掉，為了保證施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)施工人員一定要科學(xué)使用施工工藝，并且做好對(duì)應(yīng)的安全措施，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)利用相關(guān)公式進(jìn)行核算，就可以提高鋼結(jié)構(gòu)的整體承載力，但是在相關(guān)的工程規(guī)程中有明確的規(guī)定，其中的規(guī)定是十分必要的，可以確保結(jié)構(gòu)在負(fù)載下加固施工安全有序，加固后共同工作的可靠性。[2]鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的加固施工方法可分為以下三種：分別是負(fù)載下加固、卸載下加固、拆下加固。施工中為了不會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)、生活帶來(lái)影響，在當(dāng)前的工程中普遍使用功能鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)負(fù)載下加固方法，不同方法使用的優(yōu)勢(shì)和缺陷如下：對(duì)于拆下加固施工方法而言，其承載能力過(guò)小，無(wú)法通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)來(lái)加固，在使用中影響正常的生產(chǎn)和生活，而且施工比較復(fù)雜，施工工作量很大；對(duì)于卸載加固法而言，其應(yīng)力過(guò)大或承受動(dòng)荷載，不得不進(jìn)行卸載，在使用中影響正常的生產(chǎn)和生活，但是施工比較方便，施工工作量較??；對(duì)于負(fù)載加固施工方法而言，不影響正常生產(chǎn)、生活，應(yīng)力滿足限值，在使用

中對(duì)初始應(yīng)力有一定的要求，優(yōu)勢(shì)是施工方便，施工工作量較小。通過(guò)上述分析可以得知，這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是針對(duì)這一工程而言，負(fù)載下加固方法比較適應(yīng)，技術(shù)人員在具體應(yīng)用中結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化，可以提高施工效率。endprint

4.2 分析端板側(cè)面的焊縫加固技術(shù)優(yōu)化

梁柱都使用了焊接H型鋼，標(biāo)準(zhǔn)的梁截面尺寸是300×200×8×12，柱的截面尺寸是300×250×8×12，除此之外，柱翼緣在端板外伸邊緣的兩邊100mm范圍，進(jìn)行了局部加厚，和端板厚度一致，都是20mm。使用的螺栓是10.9級(jí)M20摩擦型高強(qiáng)度螺栓，其余的零件使用的材料都是Q345B鋼。結(jié)合相關(guān)規(guī)范，制定的焊角尺寸分別是11mm、9mm、7mm。設(shè)計(jì)的端板詳細(xì)尺寸要符合要求，對(duì)于端板加勁肋這一位置設(shè)置為等邊直角三角形，直角邊長(zhǎng)達(dá)到了100mm，設(shè)計(jì)厚度在10mm以上。

4.3 分析對(duì)梁翼緣蓋板方面的加固技術(shù)優(yōu)化

如果蓋板的厚度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，或者蓋板的厚度過(guò)小，就不能達(dá)到預(yù)期的施工效果。如果設(shè)計(jì)蓋板厚度過(guò)大，在焊接時(shí)就容易出現(xiàn)焊接預(yù)應(yīng)力，對(duì)鋼構(gòu)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響，在這一工程中[1]，使用的梁規(guī)格為400mm×150mm×8mm×12mm、柱為450mm×250mm×12mm×16mm，屬于H型鋼，根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，使用的螺栓是10.9級(jí)M20摩擦型高強(qiáng)度螺栓，其余的零部件都是Q345B鋼，使用的蓋板長(zhǎng)度為300mm[2]，設(shè)計(jì)的厚度分別是14mm、12mm、10mm。在負(fù)載條件下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)焊接加固過(guò)程中，必須滿足應(yīng)力比限值要求，但是在相關(guān)規(guī)范中對(duì)其限值要求有很大的差異，沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如果在加固過(guò)程中應(yīng)力較大，降低加固質(zhì)量，不能保證后續(xù)施工的安全性，如果加固應(yīng)力比過(guò)小，導(dǎo)致負(fù)載加固時(shí)實(shí)際使用的截面變窄，但是相對(duì)而言后續(xù)施工比較安全。進(jìn)行焊接加固施工中，可以增加焊角尺寸或蓋板尺寸，但是沒(méi)有明顯提高加固之后的承載性能。由于增大了尺寸，也就增大了焊接的殘余應(yīng)力，所以不能過(guò)度加大蓋板厚度，保證最終的連接質(zhì)量。

5 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接的優(yōu)化分析，發(fā)現(xiàn)在這方面的施工存在很多問(wèn)題，避免處理好各個(gè)細(xì)節(jié)，否則影響整體的施工計(jì)劃執(zhí)行。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固，考慮的因素較多，結(jié)合工程實(shí)際情況，選擇好截面的尺寸、加固的類型十分必要，通過(guò)科學(xué)的分析，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范操作，精確進(jìn)行計(jì)算，才能在這些方面做好位，提高這方面的施工水平，為企業(yè)以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】譚芬香.鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].低碳世界，2016（19）：192-193.

【2】黃亮.鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（14）：114-115.endprint