摘 要：總結了幾種常見的空間結構節點：焊接空心球節點、螺栓球節點、鑄鋼節點，並對這些節點的自身特性進行了分析。空間結構的大力推廣，節點至關重要。結構不複雜、安裝簡單
、成本低
，就很容易得到推廣，對促進空間結構的發展也大有裨益。最後
，對常見空間結構節點未來的發展方向進行了展望。

關鍵詞：鋼結構
；節點焊接；空心球節點；螺栓球節點；鑄鋼節點

引言

節jie點dian是shi空kong間jian結jie構gou一yi個ge很hen重zhong要yao的de部bu分fen。在zai空kong間jian結jie構gou的de發fa展zhan曆li程cheng中zhong，研yan發fa了le很hen多duo的de節jie點dian。在zai這zhe些xie節jie點dian中zhong

，有you些xie節jie點dian是shi因yin為wei研yan發fa時shi間jian較jiao短duan
，沒mei有you應ying用yong到dao實shi際ji案an例li中zhong，有you些xie節jie點dian是shi現xian場chang施shi工gong難nan度du較jiao大da，沒mei有you得de到dao應ying用yong
，但dan這zhe些xie節jie點dian為wei空kong間jian結jie構gou的de發fa展zhan起qi到dao了le很hen好hao的de推tui助zhu作zuo用yong。

下麵將對幾種節點進行簡單分析，同時對空間結構節點未來發展方向進行了展望。

1焊接空心球節點

焊接空心球節點是目前使用最普遍的節點形式之一，它是由劉錫良教授發明的。焊接空心球節點具有跨距大、質量輕
、無需支撐等特點。在體育館、大飯店及娛樂場館應用及其普遍。

1.1焊接球製作工藝

網架結構的空心球常見的是采用熱壓工藝，這也是最常見的製作方式之一。第一步是將鋼板下料加熱至很高的溫度，保持溫度在 850℃—900℃之間，然後采用由上下拚接而成的模具熱壓成半球形
，然後檢驗焊接球的圓度， 合格後要修切邊緣及坡口

，最後進行成品球的焊接 [1 ]。

1.2焊接方式及順序

一般在焊接過程中要經過仰焊、立(li)焊(han)等(deng)位(wei)置(zhi)。這(zhe)樣(yang)會(hui)導(dao)致(zhi)操(cao)作(zuo)工(gong)序(xu)難(nan)以(yi)把(ba)握(wo)，原(yuan)因(yin)是(shi)焊(han)條(tiao)角(jiao)度(du)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)。在(zai)仰(yang)焊(han)時(shi)，非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)焊(han)瘤(liu)，這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)在(zai)仰(yang)焊(han)時(shi)熔(rong)化(hua)金(jin)屬(shu)有(you)往(wang)下(xia)墜(zhui)落(luo)的(de)趨(qu)勢(shi)。焊(han)瘤(liu)會(hui)在(zai)由(you)仰(yang)焊(han)位(wei)置(zhi)過(guo)度(du)到(dao)平(ping)焊(han)位(wei)置(zhi)時(shi)有(you)向(xiang)鋼(gang)管(guan)裏(li)麵(mian)滴(di)的(de)現(xian)象(xiang)
，因(yin)此(ci)會(hui)出(chu)現(xian)熔(rong)深(shen)不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)現(xian)象(xiang)。在(zai)焊(han)接(jie)底(di)部(bu)時(shi)，仰(yang)焊(han)及(ji)平(ping)焊(han)部(bu)位(wei)的(de)兩(liang)個(ge)焊(han)縫(feng)接(jie)頭(tou)難(nan)以(yi)操(cao)作(zuo)，一(yi)般(ban)仰(yang)焊(han)接(jie)頭(tou)處(chu)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)內(nei)凹(ao)，這(zhe)是(shi)仰(yang)焊(han)特(te)有(you)的(de)缺(que)陷(xian)
，而(er)平(ping)焊(han)接(jie)頭(tou)處(chu)的(de)底(di)部(bu)易(yi)產(chan)生(sheng)未(wei)焊(han)透(tou)和(he)焊(han)瘤(liu)。

整(zheng)體(ti)的(de)焊(han)接(jie)順(shun)序(xu)是(shi)先(xian)焊(han)接(jie)下(xia)弦(xian)節(jie)點(dian)
，然(ran)後(hou)是(shi)上(shang)弦(xian)節(jie)點(dian)
，由(you)中(zhong)間(jian)往(wang)兩(liang)邊(bian)擴(kuo)散(san)每(mei)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian)上(shang)的(de)所(suo)有(you)焊(han)縫(feng)應(ying)將(jiang)第(di)一(yi)遍(bian)全(quan)部(bu)焊(han)完(wan)後(hou)，在(zai)進(jin)行(xing)第(di)二(er)遍(bian)的(de)焊(han)接(jie)，以(yi)防(fang)止(zhi)焊(han)接(jie)應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)，會(hui)導(dao)致(zhi)網(wang)架(jia)產(chan)生(sheng)變(bian)形(xing)。在(zai)同(tong)一(yi)條(tiao)焊(han)縫(feng)中(zhong)一(yi)半(ban)成(cheng)型(xing)後(hou)再(zai)焊(han)接(jie)另(ling)一(yi)半(ban)，這(zhe)是(shi)不(bu)允(yun)許(xu)的(de)。

2螺栓球節點

螺栓球節點由螺栓、鋼球、螺釘
、套筒和錐頭等零件組成，適用於連接鋼管杆件，在網架結構中較為常見。

螺栓球優缺點

1 ) 螺栓球節點的結構體係，其構造形式與力學假定相符
，能有效減少誤差。

2)施工相對其他節點相對靈活，可以散裝和整體安裝。

3）質量較輕，便於運輸

螺栓球缺點：

1 ) 設計需要考慮杆件角度，角度不好螺栓球很大。

2)需要各個配件的精度高，現場安裝難度大。

2.2高強度螺栓

高強度螺栓是相對於普通螺栓的一種螺栓。高強度螺栓由高強度鋼製造的

，多用於鋼軌、橋梁及超高壓設備

的(de)連(lian)接(jie)。根(gen)據(ju)受(shou)力(li)特(te)點(dian)可(ke)分(fen)為(wei)承(cheng)壓(ya)型(xing)和(he)摩(mo)擦(ca)性(xing)兩(liang)種(zhong)。但(dan)是(shi)，與(yu)普(pu)通(tong)的(de)螺(luo)栓(shuan)相(xiang)比(bi)，高(gao)強(qiang)螺(luo)栓(shuan)可(ke)以(yi)比(bi)普(pu)通(tong)螺(luo)栓(shuan)承(cheng)受(shou)更(geng)高(gao)的(de)強(qiang)度(du)。高(gao)強(qiang)螺(luo)栓(shuan)通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)和(he)高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)製(zhi)造(zao)。熱(re)處(chu)理(li)是(shi)采(cai)用(yong)冷(leng)熱(re)方(fang)法(fa)控(kong)製(zhi)相(xiang)變(bian)，賦(fu)予(yu)高(gao)強(qiang)度(du)螺(luo)栓(shuan)極(ji)限(xian)服(fu)役(yi)性(xing)能(neng)的(de)技(ji)術(shu)。近(jin)年(nian)來(lai)，國(guo)內(nei)外(wai)研(yan)發(fa)出(chu)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)耐(nai)延(yan)遲(chi)斷(duan)裂(lie)性(xing)能(neng)優(you)良(liang)的(de)高(gao)強(qiang)度(du)螺(luo)栓(shuan)鋼(gang)，耐(nai)延(yan)遲(chi)斷(duan)裂(lie)性(xing)能(neng)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao) [2]。

2.3螺栓球節點的工作機理

隻有充分了解到螺栓球節點的工作機理我們才能更加充分的理解其半剛性的原因。螺栓球節點通常由螺栓球

、螺栓杆
、錐頭和套筒組成。

螺栓球節點受力時的工作機理比較複雜

，通常如下：當拉力作用在錐頭的時
，會導致錐頭與套筒互相分離
， 此時它們不參與受力，而螺栓杆與錐頭互相緊靠，會一同受力。當錐頭受壓時，此時套筒和錐頭會同時受力
， 而螺栓杆和錐頭不參與受力。當彎矩作用於錐頭的時，由於實體球
、螺栓杆、錐頭和套筒有部分互相緊靠，有部分區域分離，方向難以把握，這時候依據彎矩方向而定。

3鑄鋼節點

在複雜的空間結構中，由於節點處支管太多，如果用常規節點會導致大量焊縫密集交疊
，會影響正常的施焊， 從cong而er會hui導dao致zhi節jie點dian的de工gong作zuo性xing能neng降jiang低di
，而er采cai用yong鑄zhu鋼gang節jie點dian會hui使shi重zhong疊die焊han接jie引yin起qi的de應ying力li集ji中zhong大da大da減jian少shao。由you於yu鑄zhu鋼gang節jie點dian可ke以yi鑄zhu成cheng空kong間jian任ren意yi形xing狀zhuang
，這zhe樣yang使shi任ren意yi形xing狀zhuang的de建jian築zhu造zao型xing都dou可ke以yi成cheng為wei現xian實shi。通tong常chang在zai節jie點dian局ju部bu高gao應ying力li區qu采cai用yong圓yuan形xing倒dao角jiao和he圓yuan滑hua截jie麵mian
， 使節點的應力分布更加的合理
，另外鑄鋼材質具有較好的塑形、韌性和可焊性 [3-4]，因此在工程上得到了廣泛的應用。

3.1鑄鋼節點的特性

在建築鋼結構中， 節點形式很多， 例如焊接空心球節點、螺栓球節點、相貫節點、焊板鋼板節點等。各個節點都有各自的特點
，鑄鋼節點的主要特性為：

鑄鋼節點對節點位置、尺寸、形狀的限製比較小
，因此應用十分的廣泛。不但能用於支座節點，還可以用於結構中部節點。

相對在現場焊接的節點來說
，由於鑄鋼節點是在廠內整體澆築
，因此可以使焊縫引起的應力集中大大減少。

3.2鑄鋼節點的設計

1 ) 鑄鋼節點的可焊性要強。

2)節點肢杆和桁架杆件間應為對接焊縫，肢杆的端麵應做成適當坡口。

3)要進行節點分析和優化設計
，同時保證一定的安全度。

3.3鑄鋼節點的焊接

為了確保焊接的質量
，要嚴格控製鑄鋼材中 C 
、S 、P 的含量
，而且對焊條的選材、焊接工藝都要進行嚴格審核 [5]。焊接前要用加熱板對焊縫進行預熱， 加熱至 100℃， 停止加熱 15 分鍾
， 以保證構件內外溫度盡量接近
， 然後用手工電弧焊打底，結束後要進行冷卻措施。

4展望

近(jin)年(nian)來(lai)空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)得(de)到(dao)了(le)很(hen)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)，空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)節(jie)點(dian)的(de)形(xing)式(shi)也(ye)日(ri)趨(qu)多(duo)樣(yang)。在(zai)未(wei)來(lai)空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)節(jie)點(dian)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)，以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian)問(wen)題(ti)還(hai)需(xu)關(guan)注(zhu)。

（ 1 ）要對螺栓球和焊接球同時使用時的破壞機理進一步的研究。要提高螺栓球節點中螺栓的安全度，避免結構發生脆性破壞。

（ 2 ）由於空間結構的鑄鋼節點與傳統工業中對鑄鋼件的性能要求
、質量控製等方麵存在很大的不同，所以要加強對構件受力性能影響
、壁厚對鑄鋼設計強度影響等方麵的研究。