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摘要：轻钢建筑在低层、多层非居住建筑市场已广泛受到欢迎。国内主流的轻钢建筑设计、制造、安装水平已达到国外的先进水平,但在原材料生产、软件开发、新品开发等方面则较薄弱。节点作为构成轻钢结构体系建筑的重要基本单元,在轻钢结构体系建筑的功能、形式与安全等方面发挥着独特的、至关重要的作用。此篇文章结合轻钢建筑的结构体系的论述，准确理解并把握节点系统的技术要领,有助于轻钢建筑结构体系的选择和节点形式的推敲。
关键词：轻钢建筑；结构体系；节点；型式
中图分类号：TU3文献标识码： A
1、引言
改革开放以来，随着我国钢建技术的不断成熟，质量的逐步稳定。轻轻钢结构在建筑中的应用越来越广泛，它是以轻型高效钢材和轻质高效隔热维护材料组装而成的，居住舒适，美观洁净、适用性能强的全装配低层和多层轻钢结构建筑。从轻轻钢结构建筑的研究资料上分析，其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%，特别是在地质承载力低和地震裂度较高的地区，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。因此，在我国土地资源匮乏而钢产量相对充裕的现实情况下，国家倡导轻轻钢结构住宅的建设是十分适宜的，轻轻钢结构建筑已成为继大跨轻钢结构建筑和高层轻钢结构建筑之后在我国发展最迅速的新型轻钢结构建筑体系。
2、轻轻钢结构建筑的主要结构体系
2.1轻钢龙骨结构体系
轻钢龙骨结构体系主要适用于中低层住宅或别墅，大致可分为两类：一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系，另一类为以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。轻钢龙骨体系一般由柱、梁、天龙骨、地龙骨及中间腰支撑通过配套扣件和加劲件用自攻螺钉连接而成。梁柱构件厚度在1～3mm，柱子间距为400～600mm。其主要受力机理为：柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的大龙骨，再通过柱子传至基础。水平力由作为隔板的楼板传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中，墙面板承受了一定的剪力，并提供了必要的刚度，故墙面板应满足一定的要求。楼板可采用楼面轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下部设置石膏板吊顶，既可便于管线的穿行，又满足了隔声要求。
2.2 纯框架体系
该体系在纵、横两个方向均为多层刚接框架，由轻钢梁、柱组成，结构相对简单，节点一般必须采用刚接连接。使用空间较大，但其抗侧移刚度较弱。为满足层间水平位移和总侧移的要求，构件的截面尺寸会较大，造成用钢量较大，不够经济。梁采用H型钢、箱形梁以及其它形式。
2.3 框架—支撑体系
针对纯框架结构抗侧移刚度差的缺点，框架—支撑体系在纵、横两个方向适当部位沿柱高增设支撑体系。支撑常采用两种形式，一种是采用截面刚度较大的H形或箱形截面；另一种是采用轻型的槽钢、角钢或钢管截面。前者一般用于高度较高，抗侧移要求特别是抗震要求较高的多高层建筑，后者用于高度不是很高的低层建筑，一般住宅建筑主要是轻型支撑形式。框架梁一般采用热轧或高频焊接H型钢，可选用高宽比较大的截面，其抗弯承载力及刚度均较大；亦有采用冷弯薄壁型钢。柱子可以采用与纯框架结构类似的截面，也可以根据其受力特点，选择冷弯型钢组合断面等轻型构件。
2.4 错列桁架结构体系
错列桁架结构体系由美国麻省理工学院于20世纪60年代首先提出，在建筑布置上具有一定优越性，称作间隔析架体系，国内也有译为交错桁架的，其成功用于多个公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等于层高，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架，且中间无柱子，所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。
2.5框架一剪力墙体系
该体系是以楼梯间或其它适当部位（如分户墙）采用现浇钢筋混凝土剪力墙，作为结构主要抗侧力体系，框架部分主要承担竖向荷载。其优点是，钢筋混凝土剪力墙抗侧移刚度较强，可以减小钢柱的截面尺寸，降低用钢量：剪力墙的布置较为灵活，房间布置所受的限制较小，但应避免采用钢框架与单片混凝土剪力墙组成的混合结构。另外，也可采用预制混凝土剪力墙、薄壁钢板剪力墙或组合剪力墙。
2.6框架一核心筒体系
该体系常常是以卫生间(或楼、电梯间)组成四周封闭的现浇钢筋混凝土核心筒，与钢框架的混合结构受力体系。核心筒抗侧移刚度极强，主要承担水平荷载，钢框架主要承担竖向荷载，可以减小钢构件的截面尺寸。
3、节点构造
梁-柱，梁-梁节点可以做成刚接、铰接和半刚接三种形式，半刚接较难控制，应结合实验才能实际采用。在构造上以焊接和高强螺栓连接为主。螺栓连接时，可采用端板连接、拼板连接、角钢夹片连接等形式，并尽量保证梁、柱在截面强轴方向采用刚接形式，而在弱轴方向，则采用铰接方式。影响轻钢结构建筑节点系统形成的因素很多(如，构件型材种类规格、建筑体系类型、工艺、功能等)，导致节点形式多样，难以用一种分类标准来概括、区分出所有节点的特征，因此，通常只能根据节点的某一构成特征，将节点划分成相应的形式。例如，从被连接件的相互位置关系方式，节点可划分为:搭接节点、平接节点、角接节点、对接节点等;根据连接工艺的不同方式，节点系统可分为:焊缝连接节点、铆钉连接节点、螺栓连接和栓焊混合连接节点、螺栓连接节点、销栓连接节点、胶结连接节点等。
轻钢结构建筑体系中的节点尽管发挥的作用性质不同，但这些作用都是各类节点系统最为关键的建构要素。根据节点作用的性质，节点系统可划分为：
(l)构造性节点系统是指轻钢结构建筑体系中围护子体系各部件或构件之间的连接节点系统、以及结构构件和附属功能构件之间的连接节点系统。构造性节点系统是将结构支撑所形成的空间进行有效围合、满足功能要求的必要手段，反映着皮与皮、骨与皮之间的连接关系。如玻璃幕墙将结构支撑空间围合起来形成一个内外有别的两个空间，而玻璃幕墙和结构之间必须通过有效的连接才能形成一个有效的整体。这类连接节点与结构性连接节点有所不同，在节点部位不仅要顺利地实现结构构件和功能构件之间力的传递，更重要的是要实现许多相关建筑功能，如保温、隔热、防水等。
(2)结构性节点系统是指轻钢结构建筑中结构构件之间的连接节点，是在轻钢结构建筑的支撑结构中起受力与稳定、连接作用的部位，保证结构的安全与正常工作性能。如钢框架节点、钢网架节点等。从整体结构角度来看，结构性节点系统表达着各结构构件之间的内在关联性;从节点部位力的传递角度来看，结构性节点系统表达着构件之间相互作用而达到力的平衡与稳定的受力关系。因此，对于结构性节点系统，按照被连接对象的结构原型，可以进一步对连接进行分类。轻钢结构建筑的结构构件包括杆件与索两种基本类型，由此产生的基本连接方式可分为:索与索的连接、杆件与杆件的连接、索与杆件的连接、以及支座节点连接。构件之间的复杂连接可看作由前三种基本类型组合而成。
节点系统在轻钢结构建筑体系中的作用，轻钢结构带来新的建筑形象、新的建造方式的变革。钢节点细部可以体现当今的建筑技术。轻钢结构建筑由于技术的差异，有着迥然不同的细部特征。如轻钢结构中的悬索，其锚固與张拉部位特有的细部节点往往体现不同寻常的建筑技术，而膜结构的支撑与张拉点的节点细部处理，也能够突出强调这种崭新结构形式的意义。如果在建筑设计过程中，能够深入细致地处理这些节点细部，对于表达新的建筑技术将会大有作为。从作用的性质来看，节点系统在轻钢结构建筑体系中所发挥作用的可分为技术性作用和艺术性作用两个方面。
参考文献：
[1]史三元,崔立杰.高烈度设防多层轻钢结构抗震性能分析[J]. 四川建筑科学研究. 2014(02)
[2]田洪斌,杨智勇.单层工业厂房带吊车门式刚架的结构设计[J]. 有色金属设计. 2013(03)
[3]侯和涛,孙燕飞,刘玮龙.轻钢装配式住宅示范工程的设计与应用[J]. 建筑钢结构进展.
[4]陶礼斌.共创超长超宽门式刚架轻钢厂房结构设计[J]. 建筑结构. 2012(S2)
关键词：轻钢建筑；结构体系；节点；型式
中图分类号：TU3文献标识码： A
1、引言
改革开放以来，随着我国钢建技术的不断成熟，质量的逐步稳定。轻轻钢结构在建筑中的应用越来越广泛，它是以轻型高效钢材和轻质高效隔热维护材料组装而成的，居住舒适，美观洁净、适用性能强的全装配低层和多层轻钢结构建筑。从轻轻钢结构建筑的研究资料上分析，其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%，特别是在地质承载力低和地震裂度较高的地区，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。因此，在我国土地资源匮乏而钢产量相对充裕的现实情况下，国家倡导轻轻钢结构住宅的建设是十分适宜的，轻轻钢结构建筑已成为继大跨轻钢结构建筑和高层轻钢结构建筑之后在我国发展最迅速的新型轻钢结构建筑体系。
2、轻轻钢结构建筑的主要结构体系
2.1轻钢龙骨结构体系
轻钢龙骨结构体系主要适用于中低层住宅或别墅，大致可分为两类：一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系，另一类为以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。轻钢龙骨体系一般由柱、梁、天龙骨、地龙骨及中间腰支撑通过配套扣件和加劲件用自攻螺钉连接而成。梁柱构件厚度在1～3mm，柱子间距为400～600mm。其主要受力机理为：柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的大龙骨，再通过柱子传至基础。水平力由作为隔板的楼板传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中，墙面板承受了一定的剪力，并提供了必要的刚度，故墙面板应满足一定的要求。楼板可采用楼面轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下部设置石膏板吊顶，既可便于管线的穿行，又满足了隔声要求。
2.2 纯框架体系
该体系在纵、横两个方向均为多层刚接框架，由轻钢梁、柱组成，结构相对简单，节点一般必须采用刚接连接。使用空间较大，但其抗侧移刚度较弱。为满足层间水平位移和总侧移的要求，构件的截面尺寸会较大，造成用钢量较大，不够经济。梁采用H型钢、箱形梁以及其它形式。
2.3 框架—支撑体系
针对纯框架结构抗侧移刚度差的缺点，框架—支撑体系在纵、横两个方向适当部位沿柱高增设支撑体系。支撑常采用两种形式，一种是采用截面刚度较大的H形或箱形截面；另一种是采用轻型的槽钢、角钢或钢管截面。前者一般用于高度较高，抗侧移要求特别是抗震要求较高的多高层建筑，后者用于高度不是很高的低层建筑，一般住宅建筑主要是轻型支撑形式。框架梁一般采用热轧或高频焊接H型钢，可选用高宽比较大的截面，其抗弯承载力及刚度均较大；亦有采用冷弯薄壁型钢。柱子可以采用与纯框架结构类似的截面，也可以根据其受力特点，选择冷弯型钢组合断面等轻型构件。
2.4 错列桁架结构体系
错列桁架结构体系由美国麻省理工学院于20世纪60年代首先提出，在建筑布置上具有一定优越性，称作间隔析架体系，国内也有译为交错桁架的，其成功用于多个公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等于层高，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架，且中间无柱子，所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。
2.5框架一剪力墙体系
该体系是以楼梯间或其它适当部位（如分户墙）采用现浇钢筋混凝土剪力墙，作为结构主要抗侧力体系，框架部分主要承担竖向荷载。其优点是，钢筋混凝土剪力墙抗侧移刚度较强，可以减小钢柱的截面尺寸，降低用钢量：剪力墙的布置较为灵活，房间布置所受的限制较小，但应避免采用钢框架与单片混凝土剪力墙组成的混合结构。另外，也可采用预制混凝土剪力墙、薄壁钢板剪力墙或组合剪力墙。
2.6框架一核心筒体系
该体系常常是以卫生间(或楼、电梯间)组成四周封闭的现浇钢筋混凝土核心筒，与钢框架的混合结构受力体系。核心筒抗侧移刚度极强，主要承担水平荷载，钢框架主要承担竖向荷载，可以减小钢构件的截面尺寸。
3、节点构造
梁-柱，梁-梁节点可以做成刚接、铰接和半刚接三种形式，半刚接较难控制，应结合实验才能实际采用。在构造上以焊接和高强螺栓连接为主。螺栓连接时，可采用端板连接、拼板连接、角钢夹片连接等形式，并尽量保证梁、柱在截面强轴方向采用刚接形式，而在弱轴方向，则采用铰接方式。影响轻钢结构建筑节点系统形成的因素很多(如，构件型材种类规格、建筑体系类型、工艺、功能等)，导致节点形式多样，难以用一种分类标准来概括、区分出所有节点的特征，因此，通常只能根据节点的某一构成特征，将节点划分成相应的形式。例如，从被连接件的相互位置关系方式，节点可划分为:搭接节点、平接节点、角接节点、对接节点等;根据连接工艺的不同方式，节点系统可分为:焊缝连接节点、铆钉连接节点、螺栓连接和栓焊混合连接节点、螺栓连接节点、销栓连接节点、胶结连接节点等。
轻钢结构建筑体系中的节点尽管发挥的作用性质不同，但这些作用都是各类节点系统最为关键的建构要素。根据节点作用的性质，节点系统可划分为：
(l)构造性节点系统是指轻钢结构建筑体系中围护子体系各部件或构件之间的连接节点系统、以及结构构件和附属功能构件之间的连接节点系统。构造性节点系统是将结构支撑所形成的空间进行有效围合、满足功能要求的必要手段，反映着皮与皮、骨与皮之间的连接关系。如玻璃幕墙将结构支撑空间围合起来形成一个内外有别的两个空间，而玻璃幕墙和结构之间必须通过有效的连接才能形成一个有效的整体。这类连接节点与结构性连接节点有所不同，在节点部位不仅要顺利地实现结构构件和功能构件之间力的传递，更重要的是要实现许多相关建筑功能，如保温、隔热、防水等。
(2)结构性节点系统是指轻钢结构建筑中结构构件之间的连接节点，是在轻钢结构建筑的支撑结构中起受力与稳定、连接作用的部位，保证结构的安全与正常工作性能。如钢框架节点、钢网架节点等。从整体结构角度来看，结构性节点系统表达着各结构构件之间的内在关联性;从节点部位力的传递角度来看，结构性节点系统表达着构件之间相互作用而达到力的平衡与稳定的受力关系。因此，对于结构性节点系统，按照被连接对象的结构原型，可以进一步对连接进行分类。轻钢结构建筑的结构构件包括杆件与索两种基本类型，由此产生的基本连接方式可分为:索与索的连接、杆件与杆件的连接、索与杆件的连接、以及支座节点连接。构件之间的复杂连接可看作由前三种基本类型组合而成。
节点系统在轻钢结构建筑体系中的作用，轻钢结构带来新的建筑形象、新的建造方式的变革。钢节点细部可以体现当今的建筑技术。轻钢结构建筑由于技术的差异，有着迥然不同的细部特征。如轻钢结构中的悬索，其锚固與张拉部位特有的细部节点往往体现不同寻常的建筑技术，而膜结构的支撑与张拉点的节点细部处理，也能够突出强调这种崭新结构形式的意义。如果在建筑设计过程中，能够深入细致地处理这些节点细部，对于表达新的建筑技术将会大有作为。从作用的性质来看，节点系统在轻钢结构建筑体系中所发挥作用的可分为技术性作用和艺术性作用两个方面。
参考文献：
[1]史三元,崔立杰.高烈度设防多层轻钢结构抗震性能分析[J]. 四川建筑科学研究. 2014(02)
[2]田洪斌,杨智勇.单层工业厂房带吊车门式刚架的结构设计[J]. 有色金属设计. 2013(03)
[3]侯和涛,孙燕飞,刘玮龙.轻钢装配式住宅示范工程的设计与应用[J]. 建筑钢结构进展.
[4]陶礼斌.共创超长超宽门式刚架轻钢厂房结构设计[J]. 建筑结构. 2012(S2)