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土木工程中构件连接节点分析的论文 1构件节点的发展历程 在土木工程领域古代人类最早用木头建造房屋而榫卯和木钉就是最早出现的节点连接方式发展到了现代木结构建筑主要采用铁钉、螺栓、连接件等方式随着建筑材料的革新和建筑行业的不断发展进而有了砖混结构混凝土结构钢结构钢混凝土结构等结构体系传统的节点形式已经远远不能满足现代建筑行业的需求故而出现了螺栓连接、焊接等一系列新型节点连接形式但每种节点连接方式都有其自己的适用范围木结构的常用的连接方法有榫卯、钉连接、螺栓连接和连接件连接等;混凝土梁柱连接一般为现浇和预制两种;钢结构有焊接、铆钉连接和螺栓连接除上述连接外在轻钢结构中还经常采用抽芯铆钉、自攻螺钉和焊钉等连接方式 2节点连接的类型和特点 21榫卯连接 榫卯连接是中国独创的一种连接方式“榫”就是凸出来的部分“卯”就是凹进去的部分榫卯结构的连接不需要借助其他辅助件仅仅依靠建筑本身各构件来完成组合既美观又经久耐用而且其组合和拆卸都非常方便卯榫结构在传承与发展的过程中不断创新至今已有上百种榫卯最常用的有龙凤榫、抱肩榫、夹头榫等几十种类型代表建筑有紫禁城大观园山西悬空寺等这种结构不仅能够承受较大的荷载还能允许一定的变形在地震荷载作用下通过变形来吸收一定的地震能量减小结构的地震响应具有较好的抗震性能 22铆钉连接 铆钉连接是将预制钉头插人被连接构件的钉孔中然后在外力的作用下将另一端压成封闭状使连接件被铆钉卡紧而形成的一种牢固连接铆钉的分类不拘形式种类繁多常用的有半圆头铆钉、实心铆钉、抽芯铆钉和空心铆钉等铆钉连接具有力的传递路径可靠铆接强度高密封性能好塑性和韧性较好质量易于控制等优点可用于承受动载的重型结构但其构造复杂加工精度要求高费工费时目前铆钉连接很少被采用已基本被焊接和高强螺栓连接所取代2 23螺栓连接 螺栓连接是用于紧固连接两个带有通孔零件的一种连接形式应用比较广泛目前钢结构领域比较常用的节点连接形式有普通螺栓连接和高强度螺栓连接螺栓连接具有施工方便结构简单形式多样装拆方便成本低等优点特别适用于工地安装但螺栓连接必须对构件进行开孔处理构件截面受到一定的削弱而且被连接的构件需要互相搭接或另设拼接件等连接件用材量较大而且在交变荷载作用下易松动 24焊接 焊接是通过热量使焊条和焊件熔化经冷却凝结连接成一体的连接形式焊接被广泛应用于钢结构建筑领域中其优点是:任何形式的构件一般都可直接相连不用削弱构件的截面构造简单用料经济制造加工方便连接刚度大自动化程度高其缺点是:焊缝附近的钢材会因焊接高温作用而形成热影响区导致局部材质变脆焊接过程中钢材受到不均匀的加热和冷却使结构产生焊接残余应力和残余变形对结构的承载力、刚度和使用性能有一定的影响此外焊接连接刚度大局部裂缝一旦发生很容易扩展到整体且焊接的塑性和韧性较差低温下容易发生脆性破坏 25铸钢节点 铸钢节点是整体浇筑连接的一种形式形状千差万别根据铸钢节点的内部构造可分为实心铸钢节点、空心铸钢节点和半空心半实心铸钢节点;根据节点形式主要分为铸钢空心球管节点、铸钢支座节点和铸钢相贯节点等铸钢节点相比以上的节点连接形式主要特点3为:(1)整体性好铸钢节点在厂内整体浇铸可避免相贯线切割及重叠焊缝焊接引起的应力集中;(2)适应性铸钢节点设计自由度大根据建筑结构的不同需要可生产出具有复杂外形和内部结构的节点同时也可按受力状况采取最合理的截面形式改善节点的应力分布;(3)应用广铸钢节点不受节点的形状、位置和尺寸的限制不但能用于结构的中部节点也能用于支座节点铸钢节点主要应用在支座节点、杆件节点、锚具夹具等建筑构件中具有广阔的应用前景 3归纳对比 针对土木工程中常用构件连接节点的类型对其优缺点做出了简单的对比结果如下(1)榫卯连接:常用结构为木结构优点:中国独创自身组合具有视觉美感易于拆卸抗震性较好;缺点:机械化难度大要求精度高纵向上具备强度和韧性横向容易折断(2)铆钉连接:常用结构为钢结构优点:种类多强度高塑性和韧性好易于检查;缺点:精度高费钢费工劳动条件差成本高(3)螺栓连接:常用结构为木结构和钢结构优点:结构简单形式多样装拆方便成本低适用于工地安装;缺点:开孔对构件截面有一定削弱增加用钢量精度要求高(4)焊接连接:常用结构为钢结构优点:构造简单加工方便刚度大自动化程度高;缺点:焊接容易产生缺陷进而发生脆性破坏(5)铸钢连接:常用结构为钢结构优点:整体浇筑适应性强应用范围广;缺点:工艺高自重较大成本较高受力复杂由土木工程中常用类型节点连接的对比结果可知每种节点都有自己独特的优越性和适用性我们很难去一概而论类节点好类节点不好只有视具体情况而