鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協(xié)會
建筑鋼結構分會主辦
摘 要: 型鋼混凝土構件的力學性能及抗震性能比鋼筋混凝土結構構件有很大的提高，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構形式特別適用。而梁柱連接節(jié)點的處理在實際生產工作中也是施工的難點。
關鍵詞: 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件有較大的提高，對于型鋼混凝土構件，型鋼與混凝土的變形基本上是協(xié)調一致的，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構相比，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，建設費用略高。與純鋼結構相比，經濟性較好、結構剛度大，地震作用、風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，但結構自重大，施工復雜程度高。施工中，鋼筋不應穿過型鋼柱、梁的翼緣，也不得與型鋼直接焊接，且型鋼腹板開孔時，截面的缺損率不應超過腹板面積的25%，如開孔率過大時，應考慮適當?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)設計中要求 “強節(jié)點、弱構件” 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結構概況
本工程外框架5層以下為型鋼混凝土梁柱勁性結構，5層以上為鋼管混凝土柱+鋼梁的鋼框架結構。為實現(xiàn)建筑上部結構的承重要求，高層建筑的下部結構通常都采用型鋼混凝土梁柱的勁性結構，提高結構的承載能力。而在型鋼混凝土結構中，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加焊連接板、柱腹板內側增加鋼筋連接器、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。
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，并且在柱內不能夠滿足錨固長度的需求。這是采用在柱內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。
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。設置牛腿時，牛腿高度不應小于0.7倍混凝土梁高，長度應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設置的穿筋孔（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
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，結合現(xiàn)場各種具體的情況，需對應的采取節(jié)點處理措施。對于復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，提高混凝土澆筑質量。
俞 浩 常運華 陳 望 楊 斐 康廣輝（中建鋼構有限公司, 廣東 深圳 518040）
參考文獻
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[4] GB 50010-2002 混凝土結構設計規(guī)范》
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