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型鋼混凝土柱和梁的連接節(jié)點處理

作者:俞浩 常運華 陳望 楊斐 康廣輝    
時間:2013-05-09 15:27:21 [收藏]
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)點的處理在實際生產(chǎn)工作
    關(guān)鍵詞:型鋼混凝土柱和梁的連接節(jié)點處理

    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)點的處理在實際生產(chǎn)工作中也是施工的難點。
          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,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,建設(shè)費用略高。與純鋼結(jié)構(gòu)相比,經(jīng)濟性較好、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?shù)难a強措施。如何有效地保證型鋼混凝土柱和梁的連接節(jié)點,實現(xiàn)設(shè)計中要求 “強節(jié)點、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行處理。
          2常用節(jié)點形式
          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(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行割孔,容易削弱截面強度,并且腹板開孔位置不易控制,需進行二次甚至三次的鋼筋穿孔位置的深化工作。

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    圖1 梁縱向鋼筋貫通式節(jié)點

    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,但是造價較高。
     

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    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)?;炷亮旱纳倭靠v向鋼筋貫穿節(jié)點連續(xù)配置,其余縱筋可靠的焊接在牛腿上。
     

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    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。
     

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    圖4 鋼筋加掖錯開式

    3 節(jié)點處理方法的比較
          各種典型節(jié)點處理方式的集成比較與實用范圍,如表1所示。
     

    表1 各種典型節(jié)點處理方式的比較
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    以上4種節(jié)點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,結(jié)合現(xiàn)場各種具體的情況,需對應(yīng)的采取節(jié)點處理措施。對于復(fù)雜的型鋼混凝土梁柱節(jié)點,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)點間混凝土澆筑的空間,能夠更好的形成密實成型的混凝土,提高混凝土澆筑質(zhì)量。

    俞  浩  常運華  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
          [1] GB 50017-2003  鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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)計規(guī)范》
     

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