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摘要：钢结构连接是钢结构设计的重要部分，钢结构在建筑中的应用十分广泛，70～80%的高层建筑都采用了钢结构，对钢结构中的节点设计尤为重要。现代建筑的形式多样化要求钢结构的连接进步随之进步，目前电焊和焊接技术在钢结构的连接中应用最多。本文主要对钢结构连接和节点设计进行了分析。
关键词：钢结构；连接；节点设计
1、钢结构的连接
钢结构的构件由型钢、钢板等通过连接构成，各构件通过安装连接架构成整个结构。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。钢结构连接施工是钢结构设计的重要部分。
1.1焊接方法选择
手工焊：手工焊设备简单、操作方便，可以用于任何空间位置的焊接，但劳动强度大、效率低，它分为交流焊机和直流焊机，交流焊机是利用焊条与焊件之间产生的电弧热焊接，适用于焊接普通钢结构。直流焊机适用于焊接要求较高的钢结构，成本较高，电弧稳定。手工焊接的缺点是与焊工的技术水平与精神状态有较大的关系，容易受到影响，质量部稳定。
埋弧自动焊：埋弧自动焊有成为电弧焊，是电弧在焊剂层下燃烧的一种焊接方法，效率高，质量好，操作技术要求低，劳动条件好，是大型构件制作中应用最广的高效焊接方法。适用于焊接长度较大的对接、贴角焊缝，一般是由规律的直焊缝。
半自动焊：与埋弧自动焊基本相同，操作灵活，但使用不够方便。适用于焊接较短的或弯曲的对接、贴角焊缝。
CQ2气体保护焊：用CQ2或惰性气体保护的实芯焊丝或药芯焊接，设备简单，操作简便，焊接效率高，质量好。适用于构件长焊缝的自动焊。
1.2焊接工艺要点
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法，焊接连接构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。焊接时要注意以下几点：
焊接工艺设计：确定焊接方式、焊接参数及焊条、焊丝、焊剂的规格型号等。焊条烘烤：焊条和粉芯焊丝使用前必须按质量要求进行烘焙，低氢型焊条经过烘焙后，应放在保温箱内随用随取。定位点焊：焊接结构在拼接、组装时要确定零件的准确位置，要先进行定位点焊。
焊前预热：预热可降低热影响区冷却速度，防止焊接延迟裂纹的产生。焊接顺序确定：一般从焊件的中心开始向四周扩展；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；尽量对称施焊；焊缝相交时，先悍纵向焊缝，待冷却至常温后，再焊横向焊缝；钢板较厚时分层施焊。焊后热处理：焊后热处理主要是对焊缝进行脱氢处理，以防止冷裂纹的产生。焊后热处理应在焊后立即进行，预热及后热均可采取散发式火焰枪进行。
2、钢结构节点设计
2.1钢结构节点的连接方式
钢结构中节点的连接方式主要分为三种：一种是焊接连接，这种连接方式具有充分的传力和很好的延展性等优点，它的缺点就是有很强的残余应力，不能满足于节点的抗震需求。在焊接连接的方式中，一般使用全熔透的焊缝技术。尤其是对一些强度连接和对塑性区段的连接等。第二种是高强度螺栓连接，一般在高层建筑的钢结构中，需要采用摩擦型的连接，这种连接方式对施工的要求不是很复杂，不过其成本比较高，是由于这种连接方式的尺寸较大，还可能在震动很大的时候出现滑移现象。第三种是栓焊混合连接，这种连接方式是高層建筑中使用的最为广泛的连接，一般应用于翼缘和腹板的部分。这种连接方式具备了一定的优越性，在实际施工中，要应用这种方式的前提是要注意温度的影响与系数0.9相乘。
2.2钢结构节点的连接要求
在高层建筑中，影响钢结构连接方式的根本因素是钢结构的加工质量及安装技术，也可以满足业主的自身要求，采用焊接方式更能够保证焊缝的质量，同时，这种方式加工比较方便，有利于增加工程的进度，也比较易于安装。因此在钢结构的节点连接方式中，最好选用螺栓连接的方式，当然不排除利用这种方式后使节点设计变得更加复杂化等一些请况，这时则选择焊接的连接方式。
对节点设计的另一个要求就是对螺栓连接和焊缝连接中力的问题，两种连接提供的力一定要高于其它外力和构件的最大承受力，这也是节点设计中的一个较为重要的要求。另外，一般在预埋件和构件的连接过程中选用焊接的方式。而在遗漏预埋件时，通常应用化学螺栓和膨胀螺栓的连接方式，这样可以更好地加固构件和混凝土。
2.3钢结构的节点设计应用
2.3.1梁与柱连接节点的设计
这种连接主要包括三种类型：一是铰接连接，这种连的柱身只受到梁端的竖向剪力，两者轴线的夹角随意，节点的转动不受限制；二是刚性连接，它的柱身要受到梁端传递的弯矩，两者间的夹角不改变；三是半刚性连接，这是介于前两者之间的一种连接方式，梁与柱的夹角受限地改变。
对梁与柱节点连接设计中承受力的要求：钢结构的框架中的柱属于贯通型的，考虑到抗震的设计，要求框架与支撑的梁柱采用刚连。一般分为梁柱直连或是梁与悬臂拼连，后者要求构件制作很精准。由翼缘带来的受弯承受力，应该大于梁的塑性受弯力的1.2倍；由腹板带来的受剪承受力，应高于梁端剪切力的1.3倍。其中，对梁端弯矩的计算公式是：梁端弯矩M=Mc-Vd/3≥0.7Mc力偶：N=±M/h，对于管壁的剪力的计算，可以依照规程中的（DL/T5085-1999）规定公式，如下所示：τ=0.6（Vmax/hjt）·㏒（2ro/bj）≤fv，bj= tw+2hj。
对梁与柱连接节点中的抗震设计：
连接节点的抗震设计具有一定的要求，包括全熔透的焊缝技术，加强柱与梁翼缘连接处的加劲肋的设置，还有对腹板角处的扇形切角的设置等。其中如果梁的全截面塑性模量高于翼缘的70%时，其腹板与柱的连接就要大于两列，最低也不能低于1.5倍。
2.3.2对次梁和主梁连接点的设计
在实施工地上进行梁的拼接工作，主要就是对悬臂梁段和梁之间的连接，一般常用的拼接方式是：翼缘用全熔透焊接，腹板以及其与翼缘间的连接方式都会选用螺栓连接方式中的摩擦型。对它的剪力设计要综合考虑到，由于连接而增加的弯矩，至于主梁方面，则可以忽略不计。在抗震的设计中，应考虑到由横梁框架而带来的侧向的屈曲，这就要对横梁设置一个支撑的构件，一般选择垂直的在翼缘的位置增加一个侧向的支撑，这样就可以有效的支撑到两根横梁。
2.3.3柱和柱连接节点的设计
柱之间的连接一般都是在施工现场进行拼接的，框架一般用工字型或方形截面柱，如果是箱型柱大多数都是焊接柱，角部的焊接应该是V型或U形的焊缝，其百度不能少于板厚的1/3，也不能少于14mm。同时柱的拼接应该安装耳板对其进行固定，厚度要超过10mm。柱的坡口深度应该大等于板厚的1/2；对于工字型柱的连接设计中，翼缘的部分都会采用全熔透的焊缝技术，上柱是V形的，腹板是K形的坡口。
2.3.4柱脚节点的设计
柱脚的主要是应用于固定柱的下端的，将其固定在基础上并且把整个柱身受到的内力传给下柱至基础。基础用的建筑材料是钢筋混凝土，其承受的压力值应该大于接触面上所受到的力。其中铰接柱脚是为轴心的受压柱所设计的，如果柱轴所受的力较小，把柱的下端直接与底板进行焊接。
参考文献：
[1]桑学莲：《高层钢结构连接节点设计》[J]科技信息，2011（11）
[2]李保川：《建筑钢结构施工技术及质量控制》[J]科技创新导报，2011（09）
[3]王涛：《浅论高层建筑钢结构的节点设计原理与实践》[J]门窗，2012（10）
关键词：钢结构；连接；节点设计
1、钢结构的连接
钢结构的构件由型钢、钢板等通过连接构成，各构件通过安装连接架构成整个结构。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。钢结构连接施工是钢结构设计的重要部分。
1.1焊接方法选择
手工焊：手工焊设备简单、操作方便，可以用于任何空间位置的焊接，但劳动强度大、效率低，它分为交流焊机和直流焊机，交流焊机是利用焊条与焊件之间产生的电弧热焊接，适用于焊接普通钢结构。直流焊机适用于焊接要求较高的钢结构，成本较高，电弧稳定。手工焊接的缺点是与焊工的技术水平与精神状态有较大的关系，容易受到影响，质量部稳定。
埋弧自动焊：埋弧自动焊有成为电弧焊，是电弧在焊剂层下燃烧的一种焊接方法，效率高，质量好，操作技术要求低，劳动条件好，是大型构件制作中应用最广的高效焊接方法。适用于焊接长度较大的对接、贴角焊缝，一般是由规律的直焊缝。
半自动焊：与埋弧自动焊基本相同，操作灵活，但使用不够方便。适用于焊接较短的或弯曲的对接、贴角焊缝。
CQ2气体保护焊：用CQ2或惰性气体保护的实芯焊丝或药芯焊接，设备简单，操作简便，焊接效率高，质量好。适用于构件长焊缝的自动焊。
1.2焊接工艺要点
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法，焊接连接构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。焊接时要注意以下几点：
焊接工艺设计：确定焊接方式、焊接参数及焊条、焊丝、焊剂的规格型号等。焊条烘烤：焊条和粉芯焊丝使用前必须按质量要求进行烘焙，低氢型焊条经过烘焙后，应放在保温箱内随用随取。定位点焊：焊接结构在拼接、组装时要确定零件的准确位置，要先进行定位点焊。
焊前预热：预热可降低热影响区冷却速度，防止焊接延迟裂纹的产生。焊接顺序确定：一般从焊件的中心开始向四周扩展；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；尽量对称施焊；焊缝相交时，先悍纵向焊缝，待冷却至常温后，再焊横向焊缝；钢板较厚时分层施焊。焊后热处理：焊后热处理主要是对焊缝进行脱氢处理，以防止冷裂纹的产生。焊后热处理应在焊后立即进行，预热及后热均可采取散发式火焰枪进行。
2、钢结构节点设计
2.1钢结构节点的连接方式
钢结构中节点的连接方式主要分为三种：一种是焊接连接，这种连接方式具有充分的传力和很好的延展性等优点，它的缺点就是有很强的残余应力，不能满足于节点的抗震需求。在焊接连接的方式中，一般使用全熔透的焊缝技术。尤其是对一些强度连接和对塑性区段的连接等。第二种是高强度螺栓连接，一般在高层建筑的钢结构中，需要采用摩擦型的连接，这种连接方式对施工的要求不是很复杂，不过其成本比较高，是由于这种连接方式的尺寸较大，还可能在震动很大的时候出现滑移现象。第三种是栓焊混合连接，这种连接方式是高層建筑中使用的最为广泛的连接，一般应用于翼缘和腹板的部分。这种连接方式具备了一定的优越性，在实际施工中，要应用这种方式的前提是要注意温度的影响与系数0.9相乘。
2.2钢结构节点的连接要求
在高层建筑中，影响钢结构连接方式的根本因素是钢结构的加工质量及安装技术，也可以满足业主的自身要求，采用焊接方式更能够保证焊缝的质量，同时，这种方式加工比较方便，有利于增加工程的进度，也比较易于安装。因此在钢结构的节点连接方式中，最好选用螺栓连接的方式，当然不排除利用这种方式后使节点设计变得更加复杂化等一些请况，这时则选择焊接的连接方式。
对节点设计的另一个要求就是对螺栓连接和焊缝连接中力的问题，两种连接提供的力一定要高于其它外力和构件的最大承受力，这也是节点设计中的一个较为重要的要求。另外，一般在预埋件和构件的连接过程中选用焊接的方式。而在遗漏预埋件时，通常应用化学螺栓和膨胀螺栓的连接方式，这样可以更好地加固构件和混凝土。
2.3钢结构的节点设计应用
2.3.1梁与柱连接节点的设计
这种连接主要包括三种类型：一是铰接连接，这种连的柱身只受到梁端的竖向剪力，两者轴线的夹角随意，节点的转动不受限制；二是刚性连接，它的柱身要受到梁端传递的弯矩，两者间的夹角不改变；三是半刚性连接，这是介于前两者之间的一种连接方式，梁与柱的夹角受限地改变。
对梁与柱节点连接设计中承受力的要求：钢结构的框架中的柱属于贯通型的，考虑到抗震的设计，要求框架与支撑的梁柱采用刚连。一般分为梁柱直连或是梁与悬臂拼连，后者要求构件制作很精准。由翼缘带来的受弯承受力，应该大于梁的塑性受弯力的1.2倍；由腹板带来的受剪承受力，应高于梁端剪切力的1.3倍。其中，对梁端弯矩的计算公式是：梁端弯矩M=Mc-Vd/3≥0.7Mc力偶：N=±M/h，对于管壁的剪力的计算，可以依照规程中的（DL/T5085-1999）规定公式，如下所示：τ=0.6（Vmax/hjt）·㏒（2ro/bj）≤fv，bj= tw+2hj。
对梁与柱连接节点中的抗震设计：
连接节点的抗震设计具有一定的要求，包括全熔透的焊缝技术，加强柱与梁翼缘连接处的加劲肋的设置，还有对腹板角处的扇形切角的设置等。其中如果梁的全截面塑性模量高于翼缘的70%时，其腹板与柱的连接就要大于两列，最低也不能低于1.5倍。
2.3.2对次梁和主梁连接点的设计
在实施工地上进行梁的拼接工作，主要就是对悬臂梁段和梁之间的连接，一般常用的拼接方式是：翼缘用全熔透焊接，腹板以及其与翼缘间的连接方式都会选用螺栓连接方式中的摩擦型。对它的剪力设计要综合考虑到，由于连接而增加的弯矩，至于主梁方面，则可以忽略不计。在抗震的设计中，应考虑到由横梁框架而带来的侧向的屈曲，这就要对横梁设置一个支撑的构件，一般选择垂直的在翼缘的位置增加一个侧向的支撑，这样就可以有效的支撑到两根横梁。
2.3.3柱和柱连接节点的设计
柱之间的连接一般都是在施工现场进行拼接的，框架一般用工字型或方形截面柱，如果是箱型柱大多数都是焊接柱，角部的焊接应该是V型或U形的焊缝，其百度不能少于板厚的1/3，也不能少于14mm。同时柱的拼接应该安装耳板对其进行固定，厚度要超过10mm。柱的坡口深度应该大等于板厚的1/2；对于工字型柱的连接设计中，翼缘的部分都会采用全熔透的焊缝技术，上柱是V形的，腹板是K形的坡口。
2.3.4柱脚节点的设计
柱脚的主要是应用于固定柱的下端的，将其固定在基础上并且把整个柱身受到的内力传给下柱至基础。基础用的建筑材料是钢筋混凝土，其承受的压力值应该大于接触面上所受到的力。其中铰接柱脚是为轴心的受压柱所设计的，如果柱轴所受的力较小，把柱的下端直接与底板进行焊接。
参考文献：
[1]桑学莲：《高层钢结构连接节点设计》[J]科技信息，2011（11）
[2]李保川：《建筑钢结构施工技术及质量控制》[J]科技创新导报，2011（09）
[3]王涛：《浅论高层建筑钢结构的节点设计原理与实践》[J]门窗，2012（10）