矩形钢管混凝土柱新型节点技术的应用.pdf

1 1 2 铁道建筑 Ra i l wa y Eng i n e e r i n g Ma r c h， 2 01 0 文章编号： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 1 1 2 - 0 2 矩形钢管混凝土柱新型节点技术的应用 高明德 ( 中铁十六局集团 北京工程有限公 司 ， 北京 1 0 0 0 1 8 ) 摘要 ： 传统 的钢 管混凝 土柱和混凝 土 梁的连接 节点处 采 用的环 梁 ， 构 造 复 杂 ， 施 工难 度 大。将 柱 梁节 点 优 化 为无 环 梁的新 型节 点 ， 施工起 来方便 、 简洁 ， 既 能保证 工程质 量 ， 又能加 快施 工速度 。 关键词 ： 矩 形钢 管混凝 土柱新型 节点 结构特 点 施 S - 技 术 中图分类 号 ： T U 3 9 8 9 文献标识 码 ： B 1 钢管混凝土柱新型节点结构特点 矩形钢管 混凝土 是 一种 塑性 和韧性 好 ， 具 有 承载 力 高 、 节约材 料 、 方 便 施 工 等 特点 的新 型 组 合 结 构 材 料 ， 已在工业 和民用 建 筑等 工程 中应用 多 年 。至今 之 所 以未能普及 ， 其 中一 个 重要 原 因是 传统 的钢 管混 凝 土柱 和混凝 土梁 的连接节 点处多采 用环梁 ， 构造复 杂 ， 施工难度 大。考虑 到环梁 在节点 的整个受力 过程 中所 起的作用不大， 经试验证明取消环梁是可行的。 本文结 合银川建 发 现代 城 工程 ， 介 绍 一种 新 型 的 节点 ， 其 构 造 如 图 1 、 图 2所 示 。新 型 节 点 结 构 特 点 是 ： 利用焊在矩 形钢 管柱 上 的牛 腿代 替 环 梁来 传递 梁 内弯矩 。这种节 点方式是 建立在理 论分析 和大量 的工 程试验 基础上 的 ， 试 验 数据 和 工 程实 践充 分 证 明 了这 种节点是安全可靠的 ， 在施工方法上是一种全新 的突 破 ， 它施工 起来方便 、 简 洁 、 快 速 ， 既能 保 证 工程 质量 ， 又 能加快施 工速度 。 实践证 明 了这种 带牛腿 的无环梁 钢管混凝 土柱节 点 的安全合理 性。第 一 ， 试件 破坏的次序 是先梁后 柱 ， 节点不 破坏 ， 具有 足够 的整体 刚度 和承 载能力 ， 满 足 了 “ 强柱 、 弱梁 、 节点 更 强 ” 的设 计原 则 ； 第 二 ， 节 点 构 造 可 以满足 设计 中采 用 的刚接计算模 型 ； 第三 ， 由牛腿 将 弯矩和剪力传递给钢管壁和核心混凝土 ， 使传力更加 明确、 可靠 ； 第 四， 取消了环梁， 节点构造简单。 2矩形钢管混凝土柱新型节点传力性能 新型节点， 由组合工形钢板形成牛腿 ， 钢筋混凝土 收稿 日期 ： 2 0 0 9 - 0 9 - 1 6 ； 修 回 日期 ： 2 0 0 9 1 1 - 0 7 作者简介： 高明德( 1 9 6 5 一) ， 男 ， 辽 宁辽阳人 ， 高级工程师。 梁内纵筋直接焊接于牛腿的上下翼缘钢板上。在纵筋 屈 服 以前 其传递剪 力 的方 式 十分 可 靠 ， 并 改 善 了节点 处核心混凝土的受力性能， 使其得到可靠的横 向约束 ， 从 而较充分 地发挥 混凝土 的抗压性 能 。 节点区钢筋混凝土板的存在将提高梁的抗弯承载 能力 ， 并对节 点 区有 较大 的约束 ， 在节 点 区布 置环筋和 放射筋可以延缓节点区混凝土的开裂 。在计算 中应适 当考虑混凝土板对梁抗弯能力的增强作用 ， 同时也应 相应提 高梁 、 牛腿 的抗 剪能力 。 3 矩形钢管混凝土柱新型节点施工要点 新型节 点在施 工工艺 上 的特点 是把整个 节点施工 从楼层 施工作 业面 中脱离开 来 。节 点牛腿可 在工厂提 前焊接在钢管柱上 ， 这样就大大加快了施工进度， 使节 点更易 于质量控 制 ， 特 别对焊缝 质量 的控制 。 通 过不断 的施工 探 索 ， 总结 出在节 点施 工 中应 注 意 以下几 点 ： 1 ) 钢筋 规格及 截料 长 度准 确 ， 特 别 要确 保 主筋 的 形状 及准确性 ， 保证 其受力 符合结 构设计要 求 ； 2 ) 混凝 土梁主 筋焊 接质 量 需保 证 ， 因为 它是 平衡 框架梁 端弯矩 的直接 承担 者 ； 3 ) 由于钢 管柱节 点处 钢 筋较 密 ， 在 浇 筑混 凝 土时 一 定要振 捣充分 ， 特别 要 保 证节 点 与钢 管柱 之 间混 凝 土的密实 ； 4 ) 在构 件 制 作 过 程 中 ， 钢 管 的对 接 是 一 个难 点 。 结构要求焊后的管肢要平直 ， 这就需要在焊接时采取 相应的措施和特别注意焊接的顺序以及考虑到焊接变 形 的影 响 ； 5 ) 吊装时避 免对 钢 管柱 产生 碰撞 ， 以免影 响 钢管 柱垂直 度 。 2 0 1 0年第 3期 矩形 钢管 混凝 土柱新型节点技术的应用 1 1 3 4 结 语 图 1 矩形钢管柱梁节点处钢筋构造 ( 单位 ： m m) 图 2 矩形钢管柱梁节点处梁的配筋剖面 ( 单位 ： m m) 银川建发现代城工程采用 的新型节点形式 ， 剪力 传递体 系合理 可靠 ， 概念 清 晰 ； 同时 由于对节 点 区域 内 核心 混凝 土的有 效 约束 作 用 ， 改善 了节 点 区 的受 力 性 能 。但 也 应考虑 到 牛腿 加 大 了节 点 构造 的 复杂 性 ， 对 于构件 施 工制作 可能 会带 来一 定难 度 。 参 考 文 献 f 1 中华 人 民 共 和 国 建 设 部 C E CS 2 8： 9 0 钢 管 混 凝 土 结 构 设 纵筋 计 与施 工规 程 S 北京 ： 建筑工业出版社 ， 1 9 9 0 2 中华 人民共和国建 设部 J G J 9 9 - 1 9 9 8 高层 民用建筑钢结 构技术 规程 s 北京 ： 建筑 工业 出版社 ， 1 9 9 0 3 钟善桐 高层钢管混凝土结构 M 哈尔滨： 黑龙江科学技 术 出 版 社 ， 1 9 9 9 4 蔡绍 怀 现代钢管混凝土结构 M 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 00 3 ( 责任审编盂庆伶)