金固公司認為在建筑鋼結構工程中鋼材種類繁多,耐受力也不盡相同,鋼結構工程在連接設計通常受到以下4個因素的制約:
1.構件的來源:理論上鋼結構構件或是連接構件具有任意加工性,但在各具體項目中,結構構件與連接構件總會受到現實條件的制約。有經驗的設計師通常選擇容易獲得,方便安裝的型鋼,并設計出簡單有效的連接方式與連接構件。
2.連接手段的限制:鋼結構的施工特點之一是采用工廠加工、現場裝配。這是區(qū)別于傳統(tǒng)砌筑方式而產生大量節(jié)點的原因。各種型鋼之間的連接,主要有三種手段:鉚接、焊接和栓接。鋼結構建筑的早期多采用鉚接,施工簡單但需要在構件上挖出洞口而降低了斷面性能,容易在節(jié)點處產生集中應力,近來較少采用。采用焊接的節(jié)點,外觀簡潔而荷載傳遞效率連續(xù),但施工作業(yè)要求較高。后期出現的高強度螺栓連接,同樣可以達到類似焊接的強度要求,在現代鋼結構中大量采用。
3.連接構件具有層級性:鋼結構建筑結構體系之間存在復雜而邏輯的層級關系,在連接層面,這種層級關系反映為構件尺寸與安裝先后的差異。連接的目的是實現層級轉換,也是實現力由三維向二維轉化、最終傳遞到一維構件的關鍵。復雜的連接通常由立體連接構件、平面連接構件組合完成。
4.連接構件所處的平面:兩個線性結構構件總是處在一個平面內,該平面為構件應力的發(fā)生平面,連接構件為了有效抵抗這個平面內的應力、彎矩或剪力,常常設計在此平面內,如鋼管與拉索的焊片總處在這兩者構成的平面中;在多個構件的連接情況下,組合的平面構件可以與立體的受力情況相對應。
鋼結構建筑的結構構建包括桿件與索兩種基本類型,由此產生的連接方式可分作索與索的連接,桿件與桿件的連接,索與桿件的連接。無論平面結構或是空間結構,由于構件單體的線性特質,結構體系的復雜與否并不會導致更多類型的連接,索在結構體系中只承受拉力,內力沿索的軸線不變,索的截面不會因長度變化而變化。多根索的連接需要設計新的節(jié)點,根據索與索結合方式的不同而各有差異:如常見的單層或雙層索結構,根據布置方式的不同又可以出現平行或輻射等形式。索網的輕質有效,迎合了人們對輕巧與透明的普遍追求。