型钢混凝土柱和梁的连接节点处理

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型钢混凝土柱和梁的连接节点处理 作者：俞浩 常运华 陈望 杨斐 康广辉    
时间：2013-05-09 15:27:21 [收藏]

型钢混凝土构件的力学性能及抗震性能比钢筋混凝土结构构件有很大的提高，对于变形能力要求较高的高层建筑、短柱较多或平面与竖向刚度很不均衡的结构形式特别适用。而梁柱连接节点的处理在实际生产工作
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摘  要: 型钢混凝土构件的力学性能及抗震性能比钢筋混凝土结构构件有很大的提高，对于变形能力要求较高的高层建筑、短柱较多或平面与竖向刚度很不均衡的结构形式特别适用。而梁柱连接节点的处理在实际生产工作中也是施工的难点。
      关键词: 型钢柱；贯通式；锚固；搭接

      由于混凝土和箍筋的约束作用，钢骨中板材的宽厚比较纯钢构件有较大的提高，对于型钢混凝土构件，型钢与混凝土的变形基本上是协调一致的，两者保持共同作用，因此对于轴心受压钢柱，其承载力是型钢、混凝土与钢筋三部分承载力的叠加。因此与钢筋混凝土结构相比，其具有变形能力强，抗震性能好、用钢量较省、受力较合理、节省工期，但混凝土浇筑较困难、钢材较费，建设费用略高。与纯钢结构相比，经济性较好、结构刚度大，地震作用、风荷载作用下水平位移可控、混凝土有利于提高型钢的整体稳定性、使用型钢规格小，但结构自重大，施工复杂程度高。施工中，钢筋不应穿过型钢柱、梁的翼缘，也不得与型钢直接焊接，，且型钢腹板开孔时，截面的缺损率不应超过腹板面积的25%，如开孔率过大时，应考虑适当的补强措施。如何有效地保证型钢混凝土柱和梁的连接节点，实现设计中要求 “强节点、弱构件” 的理念，显得尤为重要。以下我们分别从几种连接方式进行阐述。
      1结构概况
      本工程外框架5层以下为型钢混凝土梁柱劲性结构，5层以上为钢管混凝土柱+钢梁的钢框架结构。为实现建筑上部结构的承重要求，高层建筑的下部结构通常都采用型钢混凝土梁柱的劲性结构，提高结构的承载能力。而在型钢混凝土结构中，常见的就是的柱、梁之间的节点处理方法，通常采用柱翼缘外侧加焊连接板、柱腹板内侧增加钢筋连接器、柱腹板开孔、梁钢筋加掖等方法进行处理。
      2常用节点形式
      2.1梁纵向钢筋贯通式
      型钢柱的翼缘较窄时，在型钢腹板上开孔，让梁的上、下纵向钢筋全部穿过节点（图1）。这种形式能保证梁纵向钢筋的贯通锚固，同时也方便了施工，但是由于对型钢板腹板进行割孔，容易削弱截面强度，并且腹板开孔位置不易控制，需进行二次甚至三次的钢筋穿孔位置的深化工作。

2.2梁纵向钢筋与钢腹板处的钢筋连接器连接
      同样，型钢柱的翼缘较窄时，梁的上、下纵向钢筋能够全部穿过翼缘，抵达腹板。但由于腹板的阻碍，纵筋不能贯通，并且在柱内不能够满足锚固长度的需求。这是采用在柱内腹板上焊接钢筋连接器，解决纵筋无法穿过的难题（图2）。这种形式既不会造成型钢腹板的截面削弱，又能保证梁纵向钢筋的贯通锚固，同时也方便了施工，但是造价较高。
 

2.3梁纵向钢筋与钢牛腿（连接板）焊接式
      柱型钢的翼缘较宽时，在型钢柱连接的梁端，设置一段钢牛腿（连接板）与梁的主筋搭接，钢牛腿（连接板）焊在型钢柱上。设置牛腿时，牛腿高度不应小于0.7倍混凝土梁高，长度应满足梁主筋的搭接长度（双面焊5d）的要求（图3）。混凝土梁的少量纵向钢筋贯穿节点连续配置，其余纵筋可靠的焊接在牛腿上。
 

2.4钢筋加掖错开式
      柱型钢的翼缘很宽时，采用钢筋加掖的形式绕过钢柱翼缘板宽度的范围穿过型钢柱腹板预设置的穿筋孔（图4），保证梁纵向钢筋的贯通锚固，同时也方便了施工。
 

3 节点处理方法的比较
      各种典型节点处理方式的集成比较与实用范围，如表1所示。
 

表1 各种典型节点处理方式的比较

以上4种节点处理方式是本工程中型钢混凝土柱和梁连接常用的节点，结合现场各种具体的情况，需对应的采取节点处理措施。对于复杂的型钢混凝土梁柱节点，通过采用合理的连接处理方法，能够减少钢筋绑扎工作的难度，同时也增加了梁柱节点间混凝土浇筑的空间，能够更好的形成密实成型的混凝土，提高混凝土浇筑质量。

俞  浩  常运华  陈  望  杨  斐  康广辉（中建钢构有限公司,  广东 深圳 518040）

      参考文献
      [1] GB 50017-2003  钢结构设计规范》 
      [2] JGJ 138-2001  型钢混凝土土组合结构技术规程》 
      [3] JGJ 99-98  高层民用建筑钢结构技术规程》
      [4] GB 50010-2002  混凝土结构设计规范》
 

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