鋼管混凝土梁柱節點連接形式的探討

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

關鍵詞：鋼管混凝土梁柱 節點 牛腿 加強環

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

隨著現代建筑逐漸往高層與超高層發展，鋼管混凝土憑借其優劣的力學性能在工程實際中得到關注。然而在高層建筑中鋼管混凝土梁柱節點問題一直是制約其推廣應用的主要因素。節點是結構最薄弱的環節之一，是確定結構設計合理的關鍵問題。我國《鋼管混凝土結構設計與施工規程》當中明確要求鋼管混凝土梁柱節點需要滿足以下幾個要求：構造簡單，整體性好、傳力明確、安全可靠、節約鋼材和施工方便。鋼管混凝土節點設計合理與否對結構的整體穩定性和施工質量影響很大。本文通過對工程中幾種代表性的節點形式進行分析，討論鋼管混凝土梁柱節點連接問題。

1 節點分類

1.1 剛節點

（1）加強環式節點。

加強環式節點屬于剛接節點，是當前應用比較多，研究比較成熟的節點形式。加強環式節點又分內加強環和外加強環兩種，如圖1所示。內加強環只應用于鋼管直徑≥1 m的情況，直徑較小時不方便管內混凝土澆筑。當在彎矩作用下的時候，外加強環外緣受到較大的拉力，鋼管閉環環向受壓，從而減小了鋼管的緊箍作用。采用內加強環的時候，內環的內緣受壓，鋼管的壁環受力作用，這時候拉力與鋼管環向受力相重合，增加了鋼管壁的負擔，卻增大了鋼管的緊箍作用。因此從受力特點上來說，內環要好于外環，同時也省鋼。

（2）鋼筋貫通式節點。

當工程中當框架梁為現澆鋼筋混凝土梁時，可以將梁內縱向主筋貫通管柱形成鋼筋貫通式節點，如圖2所示。這種節點方法必須要在鋼管壁上進行開孔，現場穿過鋼筋，為了彌補開孔產生的空洞對于鋼管壁的削弱需在管壁開孔處加設加勁肋來對其增強。由于在鋼管內部貫通雙向鋼筋，對混凝土澆筑則是不利的，在小直徑的鋼管混凝土結構應用受到限制，但作為剛性節點還是十分穩定的。

（3）錨定式剛接節點。

錨定式剛接節點須首先在管柱內焊一個T形錨板位置正對鋼梁上下翼緣，鋼管內混凝土承受梁翼緣傳遞的拉力，節點連接如圖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。梁翼緣上的拉力經過焊縫傳遞給鋼管，鋼管將拉力經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）穿心牛腿環梁節點。

這種節點布置方式是將普通鋼筋混凝土梁的縱向鋼筋進行延伸后直接焊接于穿心暗牛腿的上下翼緣，節點設計如圖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置鋼筋混凝土環梁來補強。該節點剛度較大，傳力明確，承載力大，因此在工程中應用較多。缺點是穿心牛腿的存在使得管內焊接以及混凝土的澆筑變得困難。

（2）鋼筋環繞式節點。

鋼管環繞式節點受力特點明確。彎矩通過連續鋼筋傳遞，剪力依靠明牛腿，節點設計如圖5所示。這種節點形式構造簡單，施工方便，對鋼材的用量也相比其他節點要少。缺點是該節點形式只適用于鋼管混凝土柱與現澆梁連接，對樓蓋梁系布置影響大，同時節點剛度比其他幾個常用節點剛度要小，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 節點的應用及存在的問題

第一，節點傳力方式不理想；由于現階段鋼管混凝土梁柱節點主要通過加強環、型鋼牛腿等構件來傳遞彎矩，牛腿和抗剪環等來傳遞剪力，這導致鋼管處于單獨受力狀態，往往會導致鋼管過早發生屈曲。第二，這些節點構造通常都比較復雜，工程上不便于施工。采用加強環、剛牛腿和鋼筋貫通的節點，用鋼量過大，現場施焊工作量大，同時混凝土也存在澆筑困難等問題。

參考文獻

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