装配式钢结构住宅节点连接方式对整体稳定性的影响研究

引言：

装配式钢结构住宅是一种新型的建筑工业化模式，通过工厂预制、现场装配的方式实现住宅建造，具有施工速度快，抗震性能好等优势。随着国家大力推进建筑产业现代化，装配式钢结构住宅迎来了广阔的发展前景，然而钢结构住宅的安全性和适用性很大程度上取决于节点的连接可靠性。节点是钢结构住宅中承担荷载传递、各构件连接的关键区域，节点连接方式的优劣直接影响结构的整体性能。因此深入研究装配式钢结构住宅节点连接方式对整体稳定性的影响规律，优化节点设计和施工工艺，对于提高装配式钢结构住宅的安全性、适用性和推广应用具有重要意义。

一、装配式钢结构住宅节点连接对整体稳定性的重要意义

装配式钢结构住宅由柱、梁、墙板等预制构件通过节点连接而成，节点承担着连接构件、传递荷载的重任，是保证结构整体性的关键。高品质的节点连接能有效整合钢结构的受力性能，使结构在外荷载作用下表现出良好的强度、刚度和稳定性，反之节点连接不可靠则可能引发应力集中，降低局部构件乃至整个结构的承载力，带来安全隐患。同时装配式钢结构住宅施工依赖于高效便捷的现场拼装，这对节点连接提出了标准化、精确化的更高要求，节点连接方式不合理会影响构件的装配效率和精度，进而影响工程质量和进度。此外节点还是结构应对风荷载、地震等极端工况的薄弱区域，节点抗震韧性不足，在强震中更易发生损伤，危及结构安全。由此可见，把好节点连接质量关，对确保装配式钢结构住宅安全、高效建造至关重要。

二、提升装配式钢结构住宅节点连接整体稳定性的技术策略

（一）采用高强度螺栓预紧力控制技术确保连接可靠性

高强度螺栓以其材质性能好、连接可靠等特点，在装配式钢结构住宅节点中得到广泛应用，施加预紧力能有效提高螺栓连接的抗滑移能力，减小螺栓孔隙，改善节点的受力状态。然而预紧力过小达不到防松效果，预紧力过大又易引起螺栓疲劳损伤，如何精确控制预紧力是保证高强度螺栓连接质量的关键，针对这一问题，可采用高强度螺栓预紧力智能控制系统，实现预紧力的在线监测和反馈控制。该系统由力传感器，数据采集模块，控制算法等部分组成。力传感器布置在垫片与螺母之间，实时采集螺栓轴力信息并传输给数据采集模块，控制软件根据设定的目标预紧力，结合当前轴力反馈信息，利用智能算法实时调整螺栓拧紧力矩，直至轴力稳定在目标值附近。相比传统的力矩扳手拧紧，该方法能更精确地控制预紧力，降低人为因素干扰，同时系统还具备数据存储、远程监控等功能，可实现螺栓状态的全生命周期管理，提高装配式钢结构住宅连接节点的可靠性。

（二）优化焊接工艺参数和质量检测方法减少应力集中

焊接连接广泛应用于装配式钢结构住宅的梁柱、墙板等节点，焊缝承担着重要的受力传递作用，其性能直接影响节点乃至整体结构的可靠性。然而焊接过程易引入残余应力和应力集中，高温易导致母材性能劣化，焊缝缺陷如裂纹、未焊透等也会严重削弱连接强度，因此优化焊接工艺参数，加强焊缝质量检测，是确保装配式钢结构住宅焊接节点安全的必由之路。针对焊接残余应力问题，可采用多层道窄间隙埋弧焊的工艺方案，与传统的大电流单层焊相比，多层道窄间隙焊能有效降低单位焊道的热输入，减少焊接变形和残余应力，且窄间隙利于熔渣快速凝固，改善接头组织性能。优化焊接电流，速度等参数，控制层间温度，能进一步降低残余应力水平。在焊缝质量检测方面，可采用相控阵超声波检测等无损检测手段，实现缺陷的快速识别和定量分析，建立焊缝缺陷的三维成像系统，评估缺陷的类型、尺寸、分布特征，为焊缝质量的精准控制和性能评估提供依据。同时加强焊接人员技能培训，建立焊接规程数据库，推行焊接过程智能化监控，多管齐下确保焊接节点质量，优化焊接工艺和检测方法，能有效改善装配式钢结构住宅节点的受力性能，提高结构的安全裕度。

（三）建立装配式节点标准化设计体系和性能评价方法

规范装配式钢结构住宅节点的设计标准，建立节点性能评估准则，是实现节点标准化生产和可靠性控制的重要保障。应充分借鉴国内外钢结构设计规范，结合装配式建筑特点，构建涵盖螺栓连接、焊接等典型节点的设计体系，明确节点的强度，变形能力设计要求，细化连接构造、施工工艺等关键环节的技术规定。同时开展大量节点受力性能试验研究，掌握不同连接方式，尺寸的节点在多工况下的力学行为，并采用数值模拟等手段深入分析节点破坏机理、应力传递路径，建立节点性能评估准则，为工程设计提供定量参考。在此基础上，编制装配式钢结构住宅节点设计图集和技术标准，针对常用的梁柱，墙板等节点，提供构造详图、设计计算书等标准化资料，实现节点设计，安装的一体化和工具化。建立节点性能数据库，为快速查询，校核节点性能提供便利，鼓励开发节点智能设计软件，依托大数据分析优选节点方案，提高节点性能的可预测性。规范化的节点标准设计和性能评估体系，将有效指导装配式钢结构住宅的工程实践，从源头提高装配式节点的可靠性、适用性，为钢结构住宅的高质量发展提供坚实基础。

结语：

装配式钢结构住宅的高效，抗震等优势，符合建筑工业化的发展方向。提高钢结构节点连接的可靠性和稳定性，是装配式钢结构住宅推广应用的重要前提。通过采用高强度螺栓预紧力控制技术、优化焊接工艺参数和检测方法、建立装配式节点标准化设计和性能评估体系等策略，能有效改善装配式钢结构住宅节点的受力性能，提升结构的整体稳定性和安全裕度。工程技术人员应准确把握技术发展动向，加快科技成果转化，助力装配式钢结构住宅实现规模化、高质量发展，让绿色，安全的现代化住宅惠及千家万户。

参考文献：

[1] 孙凯 . 隐式框架钢板墙装配式钢结构住宅体系创新及产业化应用 [J]. 山西建筑 , 2025, 51 (14): 41-46. DOI:10.13719/j.cnki.1009-6825.2025.14.010.

[2] 路程 , 张磊 . 新型城镇化背景下装配式住宅建筑施工关键技术分析 [J].中国住宅设施 , 2025, (06): 217-219.

[3] 张瑞 , 顾伟东 , 周炎生 , 等 . 装配式多高层钢结构住宅防火措施研 究 与 应 用 [J]. 工 程 建 设 与 设 计 , 2025, (12): 34-36. DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2025.06.211.

[4] 赵永胜 , 李险峰 , 张峰 . 装配式乡村住宅应用的问题分析与对策探究 [J].建材发展导向 , 2025, 23 (12): 88-90. DOI:10.16673/j.cnki.jcfzdx.2025.0539.

[5] 周骥, 范洪旺, 程东伟. 高层住宅装配式建造的关键技术研究 [J]. 建设监理 , 2025, (06): 86-88+111. DOI:10.15968/j.cnki.jsjl.2025.06.009.

[6]包晓光,赵斌. 高层装配式钢结构住宅施工设计及关键技术研究 [J]. 居舍,2025, (18): 90-93.