分析鋼結構焊接連接柱拼接節點設計

太萬秋

（中車大同電力機車有限公司 技術中心研究院，山西 大同 037038）

近些年來，由于鋼結構的應用范圍越來越廣泛，通過科學分析鋼結構焊接連接柱節點設計要點，能夠為鋼結構連接柱節點設計人員更好地了解焊接柱結構特點，提升鋼結構連接柱的整體拼接質量。一般情況下，鋼結構焊接連接柱拼裝節點設置在內力較小的位置。對于鋼結構焊接連接柱拼接人員來講，在實際工作當中，要認真遵守焊接順序，減少應力集中現象的出現，避免鋼結構焊接連接柱節點出現變形。鑒于此，本文主要分析鋼結構焊接連接柱拼接節點設計要點，進一步提升鋼結構焊接連接柱結構的穩定性與安全性。

1 合理設計拼接接點

伴隨我國鋼結構行業的迅猛發展，鋼結構的應用范圍不斷擴大。通過合理設計鋼結構焊接連接柱拼接節點，能夠保證鋼結構焊接連接柱拼接節點設計方案更加合理，有效提升鋼結構焊接連接柱整體拼接質量。由于鋼結構焊接連接柱拼裝難度較大，連接柱的內部構造比較復雜，如果連接柱拼接節點設計方案不合理，會降低鋼結構焊接連接柱拼接質量。因此，鋼結構焊接連接柱拼接節點設計人員在實際工作當中，要選擇合理的連接方式，提高鋼結構焊接連接柱的可靠性[1]。

鋼結構焊接連接柱的拼接方式主要分為三種，分別是焊接連接、鉚釘連接與螺栓連接方式等，其中，焊接連接方式應用最為廣泛。鋼結構焊接連接柱拼接人員要根據鋼結構焊接連接柱結構特點，認真按照鋼結構連接柱節點焊接流程進行焊接，在保證鋼結構焊接連接柱拼接質量的基礎之上，不斷提升鋼結構焊接連接柱節點的合理性。

2 影響鋼結構焊接缺陷主要因素

2.1 焊接設備因素

在焊接鋼結構連接柱的過程中，由于連接柱節點焊接設備不合理，很容易出現焊接缺陷現象，降低鋼結構焊接連接柱拼裝節點的可靠性。為了更好的提升鋼結構焊接連接柱節點拼裝質量，焊接人員要選擇合理的焊接設備，并定期維修與檢查，結合鋼結構焊接連接柱節點拼裝情況，不斷改進，從根本上保證鋼結構焊接連接柱節點拼裝質量[2]。另外，連接柱拼接人員要結合鋼結構焊接設備的使用情況，建立鋼結構焊接連接柱技術檔案，保證鋼結構焊接連接柱拼接過程中出現的問題得到妥善解決。

2.2 拼接工藝因素

由于鋼結構焊接連接柱拼接方式不合理，再加上鋼結構連接柱材料質量不過關，嚴重降低鋼結構焊接連接柱整體拼接質量。為了有效提高鋼結構焊接連接柱拼接質量，拼接人員要根據連接柱節點特征，選擇合理的節點拼裝工藝，并認真按照鋼結構焊接連接柱節點拼裝方案進行拼裝，適當加大焊接現場的監督力度，從根本上提升鋼結構焊接連接節點拼裝質量[3]。

2.3 環境因素

當外界環境較差時，會嚴重影響鋼結構焊接連接柱拼接質量。例如，在拼接鋼結構連接柱節點的過程中，由于外界風力比較大，再加上外界空氣濕度較大，拼接人員要及時停止連接柱節點拼裝工作，并采用合理的防范措施，有效提升鋼結構焊接連接柱拼裝水平。此外，當外界溫度較低時，拼接人員要保證低碳鋼連接柱拼裝溫度得不小于-20℃，如果外界溫度低于-20℃，連接柱拼接人員要采取妥善的預熱措施。

3 設計要點

3.1 準確計算抗彎承載力

對于鋼結構焊接連接柱拼接節點設計人員來說，通過準確計算鋼結構焊接連接柱抗彎承載力，并結合連接柱拼的截面模量，科學計算鋼結構焊接連接柱的慣性矩[4]。例如，在某裝備工程中，設計人員要根據連接柱翼緣處彎矩，計算鋼結構焊接連接柱腹板的承載力，將鋼結構焊接連接柱進行合理拼接，不斷提升鋼結構焊接連接柱節點的穩定性。

由于鋼結構焊接連接柱的翼緣寬度較大，節點設計人員要結合鋼結構焊接連接柱的規格尺寸，預留出鋼結構焊接連接柱側面貼角的焊縫長度，有效提升鋼結構焊接連接柱的穩定性。鋼結構焊接連接柱受氣自身力學性能的影響，節點設計人員要結合鋼結構焊接連接柱的彈性受力情況，科學計算連接柱的內力，保證鋼結構焊接連接柱內力與變形量成正比[5]。

3.2 科學分析焊縫內力

為了更好地提升鋼結構焊接連接柱翼緣坡口焊縫焊接質量，連接柱節點設計人員要選擇合理的貼角焊縫折減參數，科學分析連接柱拼接板側面貼角焊縫內力，進一步提升鋼結構焊縫的承載能力。在分析鋼結構焊接連接柱拼接板側面貼角焊縫內力的過程中，節點設計人員還要根據連接柱的抗彎能力，不斷調整鋼結構焊接連接柱拼接節點位置。

在計算鋼結構焊接連接柱拼接節點抗彎承載力的過程中，節點設計人員可按照以下公式進行計算：

Mo=WxoF

式中：Mo——鋼結構焊接連接柱的抗彎能力

Wxo——鋼結構焊接連接柱自身強軸的截面模量

F——鋼材的抗彎強度設計值

3.3 合理拼接連接柱

通過合理拼接鋼結構焊接連接柱，能夠幫助鋼結構焊接連接柱拼接節點設計人員更好的了解連接柱節點特征。由于鋼結構焊接連接柱拼裝難度較大，在實際拼裝的過程中，施工人員要結合柱子拼接節點組合截面模量，準確計算連接柱截面的面積比，合理確定鋼結構拼接連接柱拼接板的位置。鋼結構焊接連接柱拼接節點設計人員要結合外界環境特點，運用合理的連接柱拼接節點設計理念，準確拼接鋼結構焊接連接柱，不斷提升鋼結構焊接連接柱的整體拼接質量[6]。

4 結束語

綜上，通過準確計算鋼結構焊接連接柱抗彎承載力、科學分析拼接板側面貼角焊縫內力、合理拼接鋼結構焊接連接柱，能夠保證鋼結構焊接連接柱節點設計方案更加合理，提升鋼結構焊接連接柱的總體施工質量。鋼結構焊接連接柱拼接節點設計人員在實際工作當中，要根據鋼結構焊接連接柱的承載力，不斷改進原有的連接柱節點設計方案，從而保證剛接骨焊接連接柱拼接節點設計方案得到有效實施。