中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
摘 要: 型鋼混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能及抗震性能比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有很大的提高，對于變形能力要求較高的高層建筑、短柱較多或平面與豎向剛度很不均衡的結(jié)構(gòu)形式特別適用。而梁柱連接節(jié)點(diǎn)的處理在實(shí)際生產(chǎn)工作中也是施工的難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 型鋼柱；貫通式；錨固；搭接
由于混凝土和箍筋的約束作用，鋼骨中板材的寬厚比較純鋼構(gòu)件有較大的提高，對于型鋼混凝土構(gòu)件，型鋼與混凝土的變形基本上是協(xié)調(diào)一致的，兩者保持共同作用，因此對于軸心受壓鋼柱，其承載力是型鋼、混凝土與鋼筋三部分承載力的疊加。因此與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，其具有變形能力強(qiáng)，抗震性能好、用鋼量較省、受力較合理、節(jié)省工期，但混凝土澆筑較困難、鋼材較費(fèi)，建設(shè)費(fèi)用略高。與純鋼結(jié)構(gòu)相比，經(jīng)濟(jì)性較好、結(jié)構(gòu)剛度大，地震作用、風(fēng)荷載作用下水平位移可控、混凝土有利于提高型鋼的整體穩(wěn)定性、使用型鋼規(guī)格小，但結(jié)構(gòu)自重大，施工復(fù)雜程度高。施工中，鋼筋不應(yīng)穿過型鋼柱、梁的翼緣，也不得與型鋼直接焊接，且型鋼腹板開孔時，截面的缺損率不應(yīng)超過腹板面積的25%，如開孔率過大時，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施。如何有效地保證型鋼混凝土柱和梁的連接節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中要求 “強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件” 的理念，顯得尤為重要。以下我們分別從幾種連接方式進(jìn)行闡述。
1結(jié)構(gòu)概況
本工程外框架5層以下為型鋼混凝土梁柱勁性結(jié)構(gòu)，5層以上為鋼管混凝土柱+鋼梁的鋼框架結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)建筑上部結(jié)構(gòu)的承重要求，高層建筑的下部結(jié)構(gòu)通常都采用型鋼混凝土梁柱的勁性結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。而在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，常見的就是的柱、梁之間的節(jié)點(diǎn)處理方法，通常采用柱翼緣外側(cè)加焊連接板、柱腹板內(nèi)側(cè)增加鋼筋連接器、柱腹板開孔、梁鋼筋加掖等方法進(jìn)行處理。
2常用節(jié)點(diǎn)形式
2.1梁縱向鋼筋貫通式
型鋼柱的翼緣較窄時，在型鋼腹板上開孔，讓梁的上、下縱向鋼筋全部穿過節(jié)點(diǎn)（圖1）。這種形式能保證梁縱向鋼筋的貫通錨固，同時也方便了施工，但是由于對型鋼板腹板進(jìn)行割孔，容易削弱截面強(qiáng)度，并且腹板開孔位置不易控制，需進(jìn)行二次甚至三次的鋼筋穿孔位置的深化工作。
圖1 梁縱向鋼筋貫通式節(jié)點(diǎn)
2.2梁縱向鋼筋與鋼腹板處的鋼筋連接器連接
同樣，型鋼柱的翼緣較窄時，梁的上、下縱向鋼筋能夠全部穿過翼緣，抵達(dá)腹板。但由于腹板的阻礙，縱筋不能貫通，并且在柱內(nèi)不能夠滿足錨固長度的需求。這是采用在柱內(nèi)腹板上焊接鋼筋連接器，解決縱筋無法穿過的難題（圖2）。這種形式既不會造成型鋼腹板的截面削弱，又能保證梁縱向鋼筋的貫通錨固，同時也方便了施工，但是造價(jià)較高。
圖2 梁縱向鋼筋與鋼腹板處的鋼筋連接器連接
2.3梁縱向鋼筋與鋼牛腿（連接板）焊接式
柱型鋼的翼緣較寬時，在型鋼柱連接的梁端，設(shè)置一段鋼牛腿（連接板）與梁的主筋搭接，鋼牛腿（連接板）焊在型鋼柱上。設(shè)置牛腿時，牛腿高度不應(yīng)小于0.7倍混凝土梁高，長度應(yīng)滿足梁主筋的搭接長度（雙面焊5d）的要求（圖3）。混凝土梁的少量縱向鋼筋貫穿節(jié)點(diǎn)連續(xù)配置，其余縱筋可靠的焊接在牛腿上。
圖3梁縱向鋼筋與鋼牛腿（連接板）焊接式
2.4鋼筋加掖錯開式
柱型鋼的翼緣很寬時，采用鋼筋加掖的形式繞過鋼柱翼緣板寬度的范圍穿過型鋼柱腹板預(yù)設(shè)置的穿筋孔（圖4），保證梁縱向鋼筋的貫通錨固，同時也方便了施工。
圖4 鋼筋加掖錯開式
3 節(jié)點(diǎn)處理方法的比較
各種典型節(jié)點(diǎn)處理方式的集成比較與實(shí)用范圍，如表1所示。
表1 各種典型節(jié)點(diǎn)處理方式的比較
以上4種節(jié)點(diǎn)處理方式是本工程中型鋼混凝土柱和梁連接常用的節(jié)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場各種具體的情況，需對應(yīng)的采取節(jié)點(diǎn)處理措施。對于復(fù)雜的型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)，通過采用合理的連接處理方法，能夠減少鋼筋綁扎工作的難度，同時也增加了梁柱節(jié)點(diǎn)間混凝土澆筑的空間，能夠更好的形成密實(shí)成型的混凝土，提高混凝土澆筑質(zhì)量。
俞 浩 常運(yùn)華 陳 望 楊 斐 康廣輝（中建鋼構(gòu)有限公司, 廣東 深圳 518040）
參考文獻(xiàn)
[1] GB 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
[2] JGJ 138-2001 型鋼混凝土土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
[3] JGJ 99-98 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
[4] GB 50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
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