可移动式轻钢结构组合房屋新型连接节点分析
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图 ３ 侧视图 进一步受力分析还可得到，上述新型节点受到由活荷载 和钢梁、走廊板自重引起的弯矩 Ｍ（ｋＮ·ｍ）和剪力 Ｖ（ｋＮ）的 组合作用。
３ 节点设计
通过对节点的受力分析，提出了一种新型连接节点，如 图 ４ 所示：
图 ４ 节点设计图 图 ４ 所示的新型节点是通过旋转两个柱端件一定角度， 让连接件上的扇形齿锁合于柱端件内部卡槽的斜板上。此新 型节点可用于可移动钢结构房屋走廊、雨篷外挑梁与横梁的 连接结构。两个连接件通过外伸部分，分别与横梁与外挑钢 梁固定连接。柱端件外部呈正六边形，内部呈圆形，正好满足 外挑梁的连接要求。
根据对节点的受力分析可以得出，节点是否能够满足承
载力要求取决于节点与横梁连接的外伸构件截面尺寸能否
满足要求。因此，当连接处采用焊缝连接时，对外伸构件截面
尺寸的验算就转化为对焊缝长度的验算。根据《建筑结构荷
载规范》ＧＢ５００１７－２００３ 的规定，应通过式（１）进行验算：
2
姨 ■ ■ σf,N +σf.M βf
图 １ 带新型挑梁节点的新型可移动房屋模型
图 ２ 变形图 根据 《建筑结构荷载规范》ＧＢ５０００９－２００１，走廊受到 ２ ｋＮ／ｍ２ 的均布活荷载作用。走廊板材料为普通钢板，板厚 １００ｍｍ，自重 ７．８５ ｋＮ／ｍ２。走廊边缘的栏杆传来的荷载为
·9·
■试验研究
2015 年
０．７ｋＮ。走廊板的自重及其受到的活荷载以及栏杆自重向下 传递到外伸钢梁，因此可将走廊板自重及其受到的面荷载转 化为作用在外伸钢梁上的线荷载，并将栏杆传来的荷载转化 为作用在外伸钢梁端部的集中荷载。由于房屋中部挑梁杆所 受的力一般较大，故节点受力验算时采用了此处的较大值来 进行计算，如图 ３ 所示。
在设计荷载作用下的 ３Ｄ３Ｓ 建模分析，可以得到如下结论：
（１）在设计荷载作用下，两层带新型挑梁节点的可移动
式轻钢结构组合房屋的挑梁变形能够满足设计规范的要求，
连接安全可靠，受力满足要求。
（２）新型挑梁节点解决了可移动钢结构房屋走廊、雨篷
外挑梁与横梁连接的问题，对于作为框架柱间的水平连接问
题仍需进一步分析研究。
第 1 期（总第 165 期）
试验研究■
可移动式轻钢结构组合房屋新型连接节点分析
林麟珲，郭黎君，吴佳斌，柯 培，颜丽萍 （福建工程学院，福建 福州 350118）
摘 要 基于 3D3S 钢结构分析软件，针对两层带新型连接节点的可移动式轻钢结构组合房屋及其挑梁部位进 行受力分析，研究挑梁在 2kN/m2 均布面活荷载、7.85kN/m2 走廊板自重以及走廊端部栏杆传来的 0.7kN 荷载作用下 的受力性能。分析结果表明，在设计荷载作用下，两层带新型挑梁节点的可移动式轻钢结构组合房屋的挑梁变形能够 满足设计规范的要求。由此提出一种新型节点连接方式，带新型挑梁节点轻钢结构挑梁部位受力满足要求。
w
ff —角焊缝的强度设计值。 通过计算，挑梁在 ２ｋＮ／ｍ２ 的均布面活荷载、走廊板自重 荷载 ７．８５ｋＮ／ｍ２最小计算长度为 １２８．４ｍｍ。根据实际构造要求，lw 取 为 ３００ｍｍ，满足焊缝强度要求，节点连接安全可靠。
４ 结论
通过对带新型连接节点的可移动式轻钢结构组合房屋
关键词 可移动式组合房屋；轻钢结构；3D3S；变形；新型连接节点；挑梁
０ 引言
新型可移动式轻钢结构组合房屋是采用成型的装饰板 和钢材搭建一种盒子结构建筑体系，除了具备住人集装箱所 有优点外，还可灵活选择构件尺寸，满足客户对建筑空间和 使用功能的多样化需求；采用复合材料作为围护结构，保温 隔热性能好，具有较好的环境适应性。在可移动钢结构房屋 体系中，节点连接是保证其结构安全的重要部位，没有节点 将钢结构的主要构件联系到一起，那整个钢结构就犹如一盘 散沙，构不成一栋完美的钢结构建筑，更谈不上发挥钢结构 建筑的优越性。因此节点对结构受力有着重要影响。但以往 的节点不能满足可移动钢结构单元房快速组装、方便拆卸、 施工简易、安全结实等要求，新型节点连接体系不仅要满足 高强度、承载能力大等要求，还要满足安装快捷、实施方便等 要求，进一步实现新型节点的定型化、标准化，达到生产一体 化的目的。
１ 建立模型
分析采用的房屋骨架结构为两层轻钢框架结构 （如图 １ 所示），盒子单元的横梁和立柱分别由热轧矩形和方形钢管 制成，上下立柱之间和立柱与横梁之间均由刚接连接；檩条 由冷弯卷边 Ｃ 型钢制成，通过螺栓与焊接在横梁上的角钢进 行连接；走廊外挑梁由热轧矩形钢制成。
２ ３Ｄ３Ｓ 受力分析
通过 ３Ｄ３Ｓ 建模，首先根据结构构件的尺寸建立房屋的 结构模型。由于建立模型时软件默认各构件之间的连接为刚 接，而结构各框架单元在水平荷载作用下会产生相对转动， 所以在模型整体建立完成之后对两个框架之间的连接杆件 进行单元释放。建立的骨架结构模型和变形图 （如图 ２ 所 示）。
（３）新型挑梁节点的连接结构采用较少的零部件，且结
构简单，操作使用方便，连接可靠，具有一定的经济效益。
·10·
2
w
+τf.v ≤ff
式中：Sf×N = N 2 ； 2he lw
Sf×M =
6M
2
；
2he lw
tf×V = V ； 2he lw
N—焊缝所受轴力；
（１）
M—焊缝所受弯矩；
V—焊缝所受剪力；
l—挑梁的计算长度；
βf—正面角焊缝的强度增大系数，此处取 βf＝１．２２； lw—角焊缝的计算长度； he—角焊缝的有效厚度，he=0.7hf，根据构造要求取 hf＝３ｍｍ；
３ 节点设计
通过对节点的受力分析，提出了一种新型连接节点，如 图 ４ 所示：
图 ４ 节点设计图 图 ４ 所示的新型节点是通过旋转两个柱端件一定角度， 让连接件上的扇形齿锁合于柱端件内部卡槽的斜板上。此新 型节点可用于可移动钢结构房屋走廊、雨篷外挑梁与横梁的 连接结构。两个连接件通过外伸部分，分别与横梁与外挑钢 梁固定连接。柱端件外部呈正六边形，内部呈圆形，正好满足 外挑梁的连接要求。
根据对节点的受力分析可以得出，节点是否能够满足承
载力要求取决于节点与横梁连接的外伸构件截面尺寸能否
满足要求。因此，当连接处采用焊缝连接时，对外伸构件截面
尺寸的验算就转化为对焊缝长度的验算。根据《建筑结构荷
载规范》ＧＢ５００１７－２００３ 的规定，应通过式（１）进行验算：
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姨 ■ ■ σf,N +σf.M βf
图 １ 带新型挑梁节点的新型可移动房屋模型
图 ２ 变形图 根据 《建筑结构荷载规范》ＧＢ５０００９－２００１，走廊受到 ２ ｋＮ／ｍ２ 的均布活荷载作用。走廊板材料为普通钢板，板厚 １００ｍｍ，自重 ７．８５ ｋＮ／ｍ２。走廊边缘的栏杆传来的荷载为
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■试验研究
2015 年
０．７ｋＮ。走廊板的自重及其受到的活荷载以及栏杆自重向下 传递到外伸钢梁，因此可将走廊板自重及其受到的面荷载转 化为作用在外伸钢梁上的线荷载，并将栏杆传来的荷载转化 为作用在外伸钢梁端部的集中荷载。由于房屋中部挑梁杆所 受的力一般较大，故节点受力验算时采用了此处的较大值来 进行计算，如图 ３ 所示。
在设计荷载作用下的 ３Ｄ３Ｓ 建模分析，可以得到如下结论：
（１）在设计荷载作用下，两层带新型挑梁节点的可移动
式轻钢结构组合房屋的挑梁变形能够满足设计规范的要求，
连接安全可靠，受力满足要求。
（２）新型挑梁节点解决了可移动钢结构房屋走廊、雨篷
外挑梁与横梁连接的问题，对于作为框架柱间的水平连接问
题仍需进一步分析研究。
第 1 期（总第 165 期）
试验研究■
可移动式轻钢结构组合房屋新型连接节点分析
林麟珲，郭黎君，吴佳斌，柯 培，颜丽萍 （福建工程学院，福建 福州 350118）
摘 要 基于 3D3S 钢结构分析软件，针对两层带新型连接节点的可移动式轻钢结构组合房屋及其挑梁部位进 行受力分析，研究挑梁在 2kN/m2 均布面活荷载、7.85kN/m2 走廊板自重以及走廊端部栏杆传来的 0.7kN 荷载作用下 的受力性能。分析结果表明，在设计荷载作用下，两层带新型挑梁节点的可移动式轻钢结构组合房屋的挑梁变形能够 满足设计规范的要求。由此提出一种新型节点连接方式，带新型挑梁节点轻钢结构挑梁部位受力满足要求。
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ff —角焊缝的强度设计值。 通过计算，挑梁在 ２ｋＮ／ｍ２ 的均布面活荷载、走廊板自重 荷载 ７．８５ｋＮ／ｍ２最小计算长度为 １２８．４ｍｍ。根据实际构造要求，lw 取 为 ３００ｍｍ，满足焊缝强度要求，节点连接安全可靠。
４ 结论
通过对带新型连接节点的可移动式轻钢结构组合房屋
关键词 可移动式组合房屋；轻钢结构；3D3S；变形；新型连接节点；挑梁
０ 引言
新型可移动式轻钢结构组合房屋是采用成型的装饰板 和钢材搭建一种盒子结构建筑体系，除了具备住人集装箱所 有优点外，还可灵活选择构件尺寸，满足客户对建筑空间和 使用功能的多样化需求；采用复合材料作为围护结构，保温 隔热性能好，具有较好的环境适应性。在可移动钢结构房屋 体系中，节点连接是保证其结构安全的重要部位，没有节点 将钢结构的主要构件联系到一起，那整个钢结构就犹如一盘 散沙，构不成一栋完美的钢结构建筑，更谈不上发挥钢结构 建筑的优越性。因此节点对结构受力有着重要影响。但以往 的节点不能满足可移动钢结构单元房快速组装、方便拆卸、 施工简易、安全结实等要求，新型节点连接体系不仅要满足 高强度、承载能力大等要求，还要满足安装快捷、实施方便等 要求，进一步实现新型节点的定型化、标准化，达到生产一体 化的目的。
１ 建立模型
分析采用的房屋骨架结构为两层轻钢框架结构 （如图 １ 所示），盒子单元的横梁和立柱分别由热轧矩形和方形钢管 制成，上下立柱之间和立柱与横梁之间均由刚接连接；檩条 由冷弯卷边 Ｃ 型钢制成，通过螺栓与焊接在横梁上的角钢进 行连接；走廊外挑梁由热轧矩形钢制成。
２ ３Ｄ３Ｓ 受力分析
通过 ３Ｄ３Ｓ 建模，首先根据结构构件的尺寸建立房屋的 结构模型。由于建立模型时软件默认各构件之间的连接为刚 接，而结构各框架单元在水平荷载作用下会产生相对转动， 所以在模型整体建立完成之后对两个框架之间的连接杆件 进行单元释放。建立的骨架结构模型和变形图 （如图 ２ 所 示）。
（３）新型挑梁节点的连接结构采用较少的零部件，且结
构简单，操作使用方便，连接可靠，具有一定的经济效益。
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+τf.v ≤ff
式中：Sf×N = N 2 ； 2he lw
Sf×M =
6M
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2he lw
tf×V = V ； 2he lw
N—焊缝所受轴力；
（１）
M—焊缝所受弯矩；
V—焊缝所受剪力；
l—挑梁的计算长度；
βf—正面角焊缝的强度增大系数，此处取 βf＝１．２２； lw—角焊缝的计算长度； he—角焊缝的有效厚度，he=0.7hf，根据构造要求取 hf＝３ｍｍ；
