钢结构构件的连接设计所受到的限制

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虽然钢结构的整体设计技术已经驾轻就熟,但在连接方面往往呈现出手法单调或概念上含混不清,而事实上,钢结构构件的连接设计也受到很多条件的制约,具体如下:

钢结构构件连接

1、构件的来源:理论上钢结构构件或是连接构件具有任意加工性,但在各具体项目中,结构构件与连接构件总会受到现实条件的制约。有经验的设计师通常选择容易获得,方便安装的型钢,并设计出简单有效的连接方式与连接构件。

2、连接手段的限制:钢结构的施工特点之一是采用工厂加工、现场装配。这是区别于传统砌筑方式而产生大量节点的原因。各种型钢之间的连接,主要有三种手段:铆接、焊接和栓接。钢结构建筑的早期多采用铆接,施工简单但需要在构件上挖出洞口而降低了断面性能,容易在节点处产生集中应力,近来较少采用。采用焊接的节点,外观简洁而荷载传递效率连续,但施工作业要求较高。后期出现的高强度螺栓连接,同样可以达到类似焊接的强度要求,在现代钢结构中大量采用。

钢结构施工

3、连接构件具有层级性:钢结构建筑结构体系之间存在复杂而逻辑的层级关系,在连接层面,这种层级关系反映为构件尺寸与安装先后的差异。连接的目的是实现层级转换,也是实现力由三维向二维转化、最终传递到一维构件的关键。复杂的连接通常由立体连接构件、平面连接构件组合完成。

4、连接构件所处的平面:两个线性结构构件总是处在一个平面内,该平面为构件应力的发生平面,连接构件为了有效抵抗这个平面内的应力、弯矩或剪力,常常设计在此平面内,如钢管与拉索的焊片总处在这两者构成的平面中;在多个构件的连接情况下,组合的平面构件可以与立体的受力情况相对应。

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