建筑用铸钢节点设计的若干关键问题

建筑用铸钢节点设计的若干关键问题
赵宪忠;沈祖炎;陈以一
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2009(025)004
【摘要】建筑用铸钢节点由于避免或降低了构件相接处的应力集中程度,具有节点设计自由度大、外形美观等特点,已在我国越来越多的工程中采用.结合<铸钢节点应用技术规程>(CECS 235∶ 2008)的编制,从铸钢节点形式、铸钢材料选用、节点承载力计算方法、有限元分析原则、铸钢节点试验方法、节点构造和铸造工艺要求等方面对铸钢节点的设计进行了阐述,以便于工程技术人员更好地应用铸钢节点.【总页数】8页(P11-18)
【作者】赵宪忠;沈祖炎;陈以一
【作者单位】同济大学建筑工程系,上海,200092;同济大学建筑工程系,上
海,200092;同济大学建筑工程系,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
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钢结构节点设计中应注意的主要问题探讨发表时间：2013-01-09T15:24:15.373Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年11月Under供稿作者：李松锦陈圣华[导读] 本文对节点设计中需要注意的主要问题进行了探讨，以期为业内人员提供一定的借鉴。

李松锦陈圣华（江苏梅苑装饰有限公司盐城 224002）【摘要】：本文分析了钢结构节点连接的主要形式及其特点，阐述了节点设计的基本原则，并对梁与柱的连接、柱与柱的连接中的节点设计进行了深入探讨，详细说明了设计过程中应注意的主要问题。

【关键词】：钢结构，节点设计，梁与柱的连接，柱与柱的连接1引言由于钢结构具有强度高、重量小、抗震性能好、施工速度快等优点，同时在设计上灵活方便，容易实现通风、采光的要求，近年来在民用及商用的中低层、高层及超高层建筑中得到了越来越广泛的应用。

而实际表明，钢结构的破坏往往是焊接钢框架连接节点的广泛破坏所引起的，以往的室内试验及现场检验发现，节点破坏与加劲板、补强板附加焊缝等的变动没有直接关系，其破坏的直接原因是节点本身存在根本性缺陷。

因此在设计过程中，除了要满足结构整体计算要求、保证结构整体受力合理外，更不能忽视数量巨大的细小节点的设计。

2节点连接的主要形式及其特点建筑钢结构的节点连接可采用焊接、高强度螺栓连接，也可采用焊接与高强度螺栓的混合连接。

1）焊接连接焊接连接的传力最充分，有足够的延性，但焊接连接存在较大的残余应力，对节点的抗震设计不利。

焊接连接可采用全熔透或部分熔透焊缝。

但对要求与母材等强的连接和框架节点塑性区段的焊接连接，必须采用全熔透的焊接连接。

2）高强度螺栓连接高层钢结构承重构件的高强度螺栓连接应采用摩擦型。

高强度螺栓连接施工方便，但连接尺寸过大，因而造价较高，且在大震下容易产生滑移。

对于抗震设计的结构，摩擦型高强度螺栓连接在罕遇地震作用下，考虑高强度螺栓连接间的摩擦力已被克服，此时连接的抗剪承载力取决于螺栓的抗剪能力，故高强度螺栓的最大抗剪承载力需按下式计算：式中： ——一个高强度螺栓的最大抗剪承载力；n ——连接的剪切面数目；——螺栓螺纹处的净截面面积；——螺栓钢材的极限抗拉强度最小值。

钢建筑工程施工：关键点与难题探讨1. 引言钢建筑作为一种新兴的建筑形式，以其施工速度快、结构稳定性好、抗震性能优越等特点，在各类建筑中得到了广泛应用。

然而，在钢建筑工程施工过程中，仍然存在着一些关键点和难题需要我们探讨和解决。

本文将对这些关键点和难题进行梳理和分析，以期为我国钢建筑工程施工提供有益的参考。

2. 关键点探讨2.1 施工准备钢建筑工程施工前的准备工作是至关重要的。

主要包括：- 施工图纸的会审与交底：确保施工人员充分理解设计意图和施工要求。

- 材料和设备的采购：选择合格的钢材、连接件等材料，确保设备的功能和质量。

- 施工方案的制定：针对工程特点，制定合理的施工方案和施工进度计划。

2.2 钢结构的制作与安装钢结构的制作和安装是钢建筑工程的核心环节。

主要包括：- 钢材加工：按照图纸要求进行钢材的切割、焊接、矫正等加工。

- 钢结构组装：在施工现场进行钢梁、钢柱等构件的组装。

- 钢结构安装：采用吊装设备将钢结构构件安装到设计位置。

2.3 焊接工程焊接是钢建筑工程中的重要环节，关系到结构的稳定性和安全性。

主要包括：- 焊接工艺的选择：根据钢材种类和结构特点选择合适的焊接工艺。

- 焊接质量的控制：通过无损检测、焊缝外观检查等方法确保焊接质量。

2.4 防腐与防火钢建筑工程的防腐和防火是保证结构耐久性的重要措施。

主要包括：- 防腐处理：采用涂装、热镀锌等方法对钢结构进行防腐处理。

- 防火措施：设置防火涂料、防火板等防火设施。

3. 难题分析3.1 施工质量控制在钢建筑工程施工过程中，如何确保施工质量是一个亟待解决的问题。

解决方法包括：- 强化施工人员培训，提高施工技能。

- 加强施工现场管理，严格执行施工工艺和质量标准。

- 引入第三方检测机构，对施工质量进行监督和评估。

3.2 施工安全钢建筑工程施工过程中，安全问题不容忽视。

解决方法包括：- 制定严格的安全管理制度和应急预案。

- 对施工现场进行定期安全检查，及时发现和整改安全隐患。

钢结构施工中的难题与解决技术钢结构施工是一种广泛应用于各种工程建设中的施工方式，但在实际操作过程中，往往会遇到多种难题。

本文将对这些难题进行分析，并提出相应的解决技术。

1. 钢结构节点的设计与制作难题钢结构节点是钢结构系统中的重要组成部分，其质量直接影响到整个钢结构的稳定性和安全性。

然而，由于节点结构复杂，制作难度大，常常导致施工中出现问题。

解决方案：采用预制节点的方式，可以有效提高节点的制作效率和质量。

同时，采用适当的焊接工艺和焊接材料，以及严格的质量控制，也可以确保节点的制作质量。

2. 钢结构的防腐蚀难题钢结构在使用过程中，常常会受到腐蚀的影响，这不仅会影响钢结构的使用寿命，而且还会影响其安全性。

解决方案：可采用热浸镀锌、喷涂防腐漆等方式进行防腐处理。

同时，也可采用耐腐蚀的钢材进行制作，以延长钢结构的使用寿命。

3. 钢结构的安装精度难题钢结构的安装精度对其使用性能有着重要影响。

然而，由于施工条件的限制，往往难以达到设计要求的安装精度。

解决方案：采用高精度的测量设备和工具，以及合理的施工工艺，可以有效提高安装精度。

同时，严格的质量控制和检验也是保证安装精度的重要手段。

4. 钢结构的抗震性能难题钢结构的抗震性能是评价其性能的重要指标。

然而，由于设计和施工的限制，钢结构的抗震性能往往难以达到预期的效果。

解决方案：可通过改进设计，采用高强度的钢材，以及合理的结构布局，提高钢结构的抗震性能。

同时，适当的防震措施，如设置防震隔震层，也可以提高其抗震性能。

总的来说，钢结构施工中的难题需要我们从设计、制作、安装和使用等多个环节进行综合考虑和解决。

在实际工程中，我们需要不断探索和总结，以找出最适合的解决方案，以提高钢结构的施工效率和使用性能。

建筑钢结构设计中应注意的问题分析随着我们国家建筑行业钢结构的迅速发展，建筑钢结构的设计越来越重要同时钢结构技术的不够成熟，设计存在效用上的缺陷，导致了钢材浪费、造价攀升，这又是必须解决的问题。

标签：建筑结构;设计;问题一、钢结构的特点分析1、功能优越在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。

建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。

如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一;还有日本株式会社建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛及活动不受天气影响。

2、生态环保钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。

目前国际上引人注目的新型住宅产品已引人我国，其环保节能的特点主要体现在两个方面。

该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。

不论冬夏，都具有舒适当居住环境。

室外O摄氏度时，室内仍可以保持17摄氏度以上;在室外温度达到30摄氏度的情况下，室内温度仅为21摄氏度左右。

二、建筑钢结构设计问题症结1、主要问题特证1.1我国设计院工作繁重，人力资源无法满足社会市场的需求，而且在造价方面费用较高。

而钢结构部分却是难啃的硬骨头，既费时又费力，而且还没有别的项目的高回报支持。

所以，我们的很多设计院根本没有意愿去承接钢结构这些设计任务而专业设计院以外的设计公司，一般在资质或者设计理念上有所欠缺。

1.2项目出来之后，经过我们专家审查组详细认真审查后经常可以发现，所谓的抗震理念、計算模型、设计方案都会存在一些问题。

并且在层层转包之后的另一种表现是，所谓的借用“资质”或者叫“买图标”，被那些既没有资质又没有实力的单位拿到项目工程后，只能去使用其他设计师的方案，但又不懂设计的原理要求，只能摸着过河，导致施工项目时常出现问题。

钢结构建筑在设计中存在的常见问题及对策摘要：结构作为建筑物的基本结构，在提高结构强度、保证安全和提高质量等方面发挥着至关重要的作用。

现阶段，在高层建筑设计中所应用的结构形式越来越多，由此极大的改变了建筑设计工作的内容与要点。

在实际设计过程中，在各种因素的影响下，导致钢结构建筑出现这样或那样的问题，如果不能充分的考虑这些问题并提出行之有效的解决措施，则会严重影响建筑工程的设计质量与整体质量。

因此在分析钢结构建筑设计问题的基础上，提出有效的措施刻不容缓。

关键词：钢结构建筑；设计；常见问题；对策1钢结构设计的特征分析1.1钢结构的建筑特征针对钢结构进行建筑方案的设计时，主要应将钢结构的理性美学和建筑形象设计有机的结合在一起，建筑的概念性设计通过富有规律的钢结构线条所呈现出来，不仅符合钢结构的结构特征，在很大程度上提升了建筑的美观。

1.2钢结构的结构特征钢结构具有质轻高强、塑性韧性好、制作简单施工快等优点，适合跨度大、高度高、承载重及动荷作用或抗震要求高的建筑结构。

与砖石混凝土等传统建筑材料相对比，具备的建筑结构优势比较显著。

在实际工程设计中，钢结构的设计特征较为特殊，与混凝土工艺不同的是，该材料所具备的柔性设计思想较为明确。

钢结构在一定限度内是可以有变形存在的，并具有良好的耗能能力和延性这也是其所展现的特殊性能所在。

同时，该结构对荷载比较敏感，所以在工程设计中对承受强度的控制需求较高，在满足建筑及承载需求的基础尽量选择质轻材料进行设计更能凸显其轻巧灵秀的设计特征。

2钢结构在建筑结构设计中存在的问题2.1设计人员专业素质有待提升我国在钢结构建筑中取得了较为明显的成就，但是我国的钢结构设计起步较晚，与发达国家相比还有很多不足之处，其中最重要的一方面就是钢结构专业设计人员的素质和经验还有待提升。

具体体现在专业知识不全面、团队合作经验欠缺、知识体系并不完备，这些都会在钢结构建筑设计中导致问题的出现。

钢结构设计人员对于现阶段我国和世界上主要钢材的基本性能都不清楚，这为钢结构建筑的质量埋下了安全隐患。

钢结构建筑屋面设计问题分析在我国经济水平的发展之下，我国的建筑行业也取得了长足的进步，国内建筑设计人员对于大型钢结构建筑也有着更加深刻的认识，与此同时，我国大型钢结构建筑也得到了迅猛的发展，大型钢结构建筑物屋面设计是十分重要的，下面就针对这一问题进行深入的分析。

1 屋面形状、屋面排水与荷载的关系大型钢结构建筑物屋面面积要远远大于普通的建筑物，因此，对于设计的要求也更高，考虑到屋面形状、屋面排水与屋面荷载有着密切的关系，因此，在进行设计时，必须要根据建筑物的实际情况建立屋面排水系统，防止由于降雨给建筑物带来不良的影响。

以某大型足球场屋面设计为例，其观众席台阶与屋面倾斜角度应该是保持一致的，这就会出现一个问题，在大雨天气，雨水会汇集在观众席前端，这必然会影响观看的效果，而汇集的降水还需要经过天沟才能够被排除，这样，雨水荷载就会越来越大，如果难以及时得到疏导，就会影响建筑屋面的结构效应敏感位置。

一般情况下，在大型钢结构建筑屋面的设计过程中，需要详细的考虑以下几个问题：第一，根据建筑物规模、地形、气候、形式等因素确定好屋面排水回收系统；第二，屋面形状必须要满足排水需求，防止由于雨水集中与排水路径对建筑物结构产生不良的影响；第三，在设计时，还需要分析经济因素，根据建筑物的地形合理设计雨水回收方式，提升设计的投资效益比。

第四，对于屋面外形已确定，但是排水设计困难，就需要根据雨水的情况来计算雨水荷载，以此为基础进行综合设计，保障建筑物结构的安全性与稳定性。

2 屋面形状、风载与体型系数的关系大型馆类钢结构建筑物风载体型系数多为负数，但是在某些地区，在风强度较高的情况下，可能会发生风吸作用的结构效应超过屋面标准值，因此，在设计的过程中必须要考虑到建筑物的自重、风的强度以及体型系数，进行详细的计算。

在设计大型场类钢结构建筑物的屋面时，需要根据风向与屋盖形状的关系确定风压情况，风压情况包括风吸与风压两种形式，在屋面自重与屋面风压因素的影响下，会形成控制性荷载效应，因此，在设计时，必须要深入的分析屋面的风压情况。

我国建筑钢结构设计问题亟待解决摘要：建筑结构设计这是建筑行业之中非常重要的一个方面，涉及到建筑的诸多方面的设计，建筑钢结构设计之中，每一项建筑的质量对其都会产生直接的影响。

当前在建筑钢结构设计之中依然存在较多的问题，使建筑的质量受到影响，因此对于建筑钢结构的设计工作应高度重视。

关键词：建筑钢结构；设计问题；措施当前，我国建筑钢结构取得迅速的发展，先后出现了一大批走在世界前列、赶得上国际水平的钢结构建筑，比如说鸟巢、水立方、国家大剧院、上海环球中心以及广州电视塔等等。

当前此类这些项目的建设使我国钢结构的设计水平不断得到提高。

然而，根据但也该看到，当前一些重大项目通常都是由国外来设计，这就存在一个外国设计理念同我国的具体实际融合的问题，我们可以发现其中不少项目的结构方案在实际之中不够合理，造成使用钢量过大大，在造价方面费用过高。

伴随着我国城市化进程的不断加快，一大批钢结构工程建设迫在眉睫，但是当前我国的设计体制、设计理念、设计水平、设计质量以及设计人员素质则还不能适应当前我国的国情，在钢结构设计这个方面依然还有较多问题需要解决。

1、建筑钢结构工程设计的基本原则1.1、经济性进行建筑钢结构设计的主要目的是服务钢结构的施工与正常的使用，其目的在于创造效益。

因此，在钢结构设计之中，在结构安全可靠的这个前提之下，如何保证钢结构的经济性则是建筑工程之后的重点。

在进行钢结构设计的时候，那么需要进行全面的考察以及分析钢结构体系它的经济性，这样就可以达到最佳的综合效益，如此钢结构体系方案算是非常合理的。

对钢结构体系合理性进行评价之时，不仅仅应该站在从耗钢量的指标上，还应该从工期的长短和总体造价这些方面进行全面的分析。

同时，也应该包括尽早投入到使用之中取得的效益。

因此，在钢结构设计之中，除过对建筑材料的供应情况应进行考察之外，还应该对当地的制造以及安装的水平这些方面来做系统的分析，并且同业主之间的交流也是不可忽视的较大环节。