本文圍繞普通鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)展開，闡述了其方法與要點(diǎn)，在設(shè)計(jì)方法上，需依據(jù)相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮屋架的受力情況、跨度等因素確定節(jié)點(diǎn)形式，常見的節(jié)點(diǎn)連接方式有焊接、螺栓連接及混合連接等，各有適用場景，設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括確保節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度滿足要求，通過精確計(jì)算確定連接件尺寸與數(shù)量；注重節(jié)點(diǎn)的剛度，防止變形過大影響屋架整體性能；同時(shí)要考慮施工的可行性與便利性，保證節(jié)點(diǎn)構(gòu)造易于拼裝與操作，還需關(guān)注節(jié)點(diǎn)的耐久性，采取相應(yīng)防腐、防銹措施。

鋼屋架節(jié)點(diǎn)的基本類型

鋼屋架節(jié)點(diǎn)主要分為以下幾類：

1 焊接節(jié)點(diǎn)

焊接節(jié)點(diǎn)是鋼屋架中最常見的連接方式，適用于工廠預(yù)制或現(xiàn)場焊接，其優(yōu)點(diǎn)包括：

• 傳力直接，剛度大；
• 構(gòu)造簡單，節(jié)省材料；
• 適用于各種復(fù)雜形狀的連接。
  但焊接節(jié)點(diǎn)也存在焊接殘余應(yīng)力、變形控制要求高等問題。

2 螺栓連接節(jié)點(diǎn)

螺栓連接節(jié)點(diǎn)分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接，適用于現(xiàn)場安裝或可拆卸結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)包括：

• 施工方便，便于調(diào)整；
• 適用于大跨度屋架的拼接；
• 高強(qiáng)度螺栓連接可提供較大的摩擦承載力。

3 混合連接節(jié)點(diǎn)

混合連接節(jié)點(diǎn)結(jié)合焊接和螺栓連接的優(yōu)勢，常用于重要受力部位，如屋架支座、主次梁連接等。

鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本原則

1 傳力明確

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)保證力的傳遞路徑清晰，避免應(yīng)力集中，桁架節(jié)點(diǎn)應(yīng)使桿件軸線交匯于一點(diǎn)，以減少偏心彎矩。

2 構(gòu)造合理

• 焊縫布置應(yīng)避免交叉和重疊，減少焊接殘余應(yīng)力；
• 螺栓排列應(yīng)符合規(guī)范要求，避免局部削弱；
• 節(jié)點(diǎn)板厚度應(yīng)滿足受力要求，并考慮施工可行性。

3 經(jīng)濟(jì)性與施工便利性

• 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)點(diǎn)，減少加工成本；
• 考慮現(xiàn)場安裝的便利性，如螺栓連接比焊接更適用于高空作業(yè)。

鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的主要步驟

1 確定節(jié)點(diǎn)受力狀態(tài)

根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，明確節(jié)點(diǎn)承受的軸力、剪力、彎矩等荷載組合，并考慮最不利工況。

2 選擇連接方式

根據(jù)受力大小、施工條件和經(jīng)濟(jì)性選擇焊接、螺栓連接或混合連接。

3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)

（1）焊接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

• 焊縫計(jì)算：按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017）進(jìn)行焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算；
• 焊縫布置：避免交叉焊縫，采用對稱布置以減少變形；
• 節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)：保證足夠的剛度和承載力，避免局部屈曲。

（2）螺栓連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

• 螺栓數(shù)量計(jì)算：根據(jù)軸力或剪力確定螺栓數(shù)量；
• 螺栓排列：符合最小間距和邊距要求；
• 節(jié)點(diǎn)板驗(yàn)算：防止螺栓孔削弱導(dǎo)致板件破壞。

4 節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算

• 強(qiáng)度驗(yàn)算：確保焊縫、螺栓、節(jié)點(diǎn)板等滿足承載力要求；
• 剛度驗(yàn)算：避免節(jié)點(diǎn)變形過大影響結(jié)構(gòu)整體性能；
• 穩(wěn)定性驗(yàn)算：防止節(jié)點(diǎn)板或連接件發(fā)生屈曲。

常見鋼屋架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示例

1 桁架節(jié)點(diǎn)

桁架節(jié)點(diǎn)通常采用節(jié)點(diǎn)板連接各桿件，設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：

• 桿件軸線應(yīng)盡量交匯于一點(diǎn)；
• 節(jié)點(diǎn)板厚度一般不小于8mm；
• 焊縫或螺栓布置應(yīng)均勻分布。

2 梁柱連接節(jié)點(diǎn)

• 剛接節(jié)點(diǎn)：采用焊接或高強(qiáng)度螺栓連接，保證彎矩傳遞；
• 鉸接節(jié)點(diǎn)：采用普通螺栓連接，僅傳遞剪力。

3 屋架支座節(jié)點(diǎn)

支座節(jié)點(diǎn)需承受較大的反力，通常采用：

• 平板支座：適用于較小跨度屋架；
• 弧形支座或橡膠支座：適用于大跨度或溫度變形較大的結(jié)構(gòu)。

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的常見問題及解決方案

1 焊接變形控制

• 采用對稱焊接順序；
• 使用剛性夾具固定；
• 焊后熱處理消除殘余應(yīng)力。

2 螺栓松動問題

• 采用高強(qiáng)度螺栓并施加預(yù)緊力；
• 使用雙螺母或防松墊片。

3 節(jié)點(diǎn)板局部屈曲

• 增加節(jié)點(diǎn)板厚度；
• 設(shè)置加勁肋提高穩(wěn)定性。

普通鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需綜合考慮受力性能、構(gòu)造合理性、經(jīng)濟(jì)性和施工便利性，工程師應(yīng)熟悉相關(guān)規(guī)范，合理選擇連接方式，并通過詳細(xì)計(jì)算和構(gòu)造優(yōu)化確保節(jié)點(diǎn)安全可靠，隨著BIM技術(shù)和智能制造的發(fā)展，鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)將更加高效和精準(zhǔn)。

（全文完）