鋼管混凝土梁柱節(jié)點連接形式的探討

摘 要：本文對工程中常見的鋼管混凝土梁柱節(jié)點的形式進(jìn)行了論述，詳細(xì)的介紹了加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點、鋼筋貫通式節(jié)點、錨定式剛接節(jié)點、穿心牛腿環(huán)梁節(jié)點、鋼筋環(huán)繞式節(jié)點的構(gòu)造特點及各自優(yōu)缺點。最后本文對以上幾種常見節(jié)點存在的問題進(jìn)行了總結(jié)歸納，指出鋼管混凝土梁柱節(jié)點在實際及理論中一些問題。

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土梁柱 節(jié)點 牛腿 加強(qiáng)環(huán)

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0061-01

隨著現(xiàn)代建筑逐漸往高層與超高層發(fā)展，鋼管混凝土憑借其優(yōu)劣的力學(xué)性能在工程實際中得到關(guān)注。然而在高層建筑中鋼管混凝土梁柱節(jié)點問題一直是制約其推廣應(yīng)用的主要因素。節(jié)點是結(jié)構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)之一，是確定結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的關(guān)鍵問題。我國《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》當(dāng)中明確要求鋼管混凝土梁柱節(jié)點需要滿足以下幾個要求：構(gòu)造簡單，整體性好、傳力明確、安全可靠、節(jié)約鋼材和施工方便。鋼管混凝土節(jié)點設(shè)計合理與否對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和施工質(zhì)量影響很大。本文通過對工程中幾種代表性的節(jié)點形式進(jìn)行分析，討論鋼管混凝土梁柱節(jié)點連接問題。

1 節(jié)點分類

1.1 剛節(jié)點

（1）加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點。

加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點屬于剛接節(jié)點，是當(dāng)前應(yīng)用比較多，研究比較成熟的節(jié)點形式。加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點又分內(nèi)加強(qiáng)環(huán)和外加強(qiáng)環(huán)兩種，如圖1所示。內(nèi)加強(qiáng)環(huán)只應(yīng)用于鋼管直徑≥1 m的情況，直徑較小時不方便管內(nèi)混凝土澆筑。當(dāng)在彎矩作用下的時候，外加強(qiáng)環(huán)外緣受到較大的拉力，鋼管閉環(huán)環(huán)向受壓，從而減小了鋼管的緊箍作用。采用內(nèi)加強(qiáng)環(huán)的時候，內(nèi)環(huán)的內(nèi)緣受壓，鋼管的壁環(huán)受力作用，這時候拉力與鋼管環(huán)向受力相重合，增加了鋼管壁的負(fù)擔(dān)，卻增大了鋼管的緊箍作用。因此從受力特點上來說，內(nèi)環(huán)要好于外環(huán)，同時也省鋼。

（2）鋼筋貫通式節(jié)點。

當(dāng)工程中當(dāng)框架梁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁時，可以將梁內(nèi)縱向主筋貫通管柱形成鋼筋貫通式節(jié)點，如圖2所示。這種節(jié)點方法必須要在鋼管壁上進(jìn)行開孔，現(xiàn)場穿過鋼筋，為了彌補(bǔ)開孔產(chǎn)生的空洞對于鋼管壁的削弱需在管壁開孔處加設(shè)加勁肋來對其增強(qiáng)。由于在鋼管內(nèi)部貫通雙向鋼筋，對混凝土澆筑則是不利的，在小直徑的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用受到限制，但作為剛性節(jié)點還是十分穩(wěn)定的。

（3）錨定式剛接節(jié)點。

錨定式剛接節(jié)點須首先在管柱內(nèi)焊一個T形錨板位置正對鋼梁上下翼緣，鋼管內(nèi)混凝土承受梁翼緣傳遞的拉力，節(jié)點連接如圖3所示。T形錨板由垂直板和橫板組成，它與鋼梁的翼緣板垂直。梁翼緣上的拉力經(jīng)過焊縫傳遞給鋼管，鋼管將拉力經(jīng)過該位置的剖口焊縫傳遞給錨固件的豎板和橫板。橫板受到拉力作用，徑向擠壓混凝土。

1.2 鉸接點

（1）穿心牛腿環(huán)梁節(jié)點。

這種節(jié)點布置方式是將普通鋼筋混凝土梁的縱向鋼筋進(jìn)行延伸后直接焊接于穿心暗牛腿的上下翼緣，節(jié)點設(shè)計如圖4所示。梁上承載的彎矩及剪力通過鋼牛腿傳遞給鋼管混凝土柱。由于牛腿的穿插對于鋼管也存在削弱，因此工程上采用對梁柱的交接處設(shè)置鋼筋混凝土環(huán)梁來補(bǔ)強(qiáng)。該節(jié)點剛度較大，傳力明確，承載力大，因此在工程中應(yīng)用較多。缺點是穿心牛腿的存在使得管內(nèi)焊接以及混凝土的澆筑變得困難。

（2）鋼筋環(huán)繞式節(jié)點。

鋼管環(huán)繞式節(jié)點受力特點明確。彎矩通過連續(xù)鋼筋傳遞，剪力依靠明牛腿，節(jié)點設(shè)計如圖5所示。這種節(jié)點形式構(gòu)造簡單，施工方便，對鋼材的用量也相比其他節(jié)點要少。缺點是該節(jié)點形式只適用于鋼管混凝土柱與現(xiàn)澆梁連接，對樓蓋梁系布置影響大，同時節(jié)點剛度比其他幾個常用節(jié)點剛度要小，樓蓋梁向鋼管承受彎矩的能力略差，柱基本不參與彎矩分配。

2 節(jié)點的應(yīng)用及存在的問題

第一，節(jié)點傳力方式不理想；由于現(xiàn)階段鋼管混凝土梁柱節(jié)點主要通過加強(qiáng)環(huán)、型鋼牛腿等構(gòu)件來傳遞彎矩，牛腿和抗剪環(huán)等來傳遞剪力，這導(dǎo)致鋼管處于單獨(dú)受力狀態(tài)，往往會導(dǎo)致鋼管過早發(fā)生屈曲。第二，這些節(jié)點構(gòu)造通常都比較復(fù)雜，工程上不便于施工。采用加強(qiáng)環(huán)、剛牛腿和鋼筋貫通的節(jié)點，用鋼量過大，現(xiàn)場施焊工作量大，同時混凝土也存在澆筑困難等問題。

參考文獻(xiàn)

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