1、对型钢混凝土结构梁柱节点的分析与探究摘要：型钢混凝土组合是钢和混凝土组合结构中的一种形式，在其他国家已经有了非常多的应用。本文对梁柱节点构造要求、节点受力性能以及其影响因素、型钢混凝土结构梁柱节点施工进行了分析，对于我们的实践工作有一定指导意义。 关键词：型钢混凝土 梁柱节点；SRC； 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 伴随着社会的发展，当前建筑的要求也越来越高。在这种背景下，型钢混凝土机构可以很好的满足当地建筑需求，也正因为这一原因，使得其在高层结构以及超高层建筑中应用越来越多。不过由于此类结构施工过程中土建以及钢结构交叉作业难度较大，尤其是节点位置钢筋形式非常复杂
2、，而且过于集中，因此做好这方面的研究及处理是非常有必要的。 2、梁柱节点构造要求 在钢混凝土组合结构构成的柱、梁以及框架中，具有非常多样的形式。针对柱来说，可以分为钢筋混凝土柱、核心型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、配芯筋混凝土柱以及核心型钢混凝土柱等；至于梁，则其形式可以分为型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁以及型钢梁等。在柱和梁进行连接的过程中，节点的形式也比较多，而这些节点构造过程中由于受到施工、材料等因素的影响，导致存在着一些比较不合理的地方。 在钢混凝土组合结构中，型钢混凝土组合结构属于其中的一种形式，在其设计的过程中，不仅要对其承载力设计进行强调，还要对构造设计进行重视，特别是在一些高层建筑物结
3、构设计过程中，除了要满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等一般原则，还要结合具体的施工情况确保其符合设计要求、相关规范要求以及业主的特殊要求。以下将对型钢混凝土梁柱节点构造中的设计要点进行分析。 2.1 梁柱节点形式 对于型钢混凝土梁柱节点来说，其连接构造要保证传力明确、构造简单以及方便施工，一般来说，型钢混凝土组合结构梁柱连接要采取以下 3 种形式：钢筋混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和钢筋混凝土柱的连接。考虑到施工中的实际情况，以下将针对型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的节点为例进行探究。 2.2 节点一般构造 在各类梁和型钢混凝土柱的连接中都应使
4、用柱钢骨贯通型，选择柱内型钢芯柱截面形状的时候要对方便梁纵向钢筋贯穿节点区域进行考虑，防止出现梁纵向钢筋贯穿型钢芯柱翼缘的情况发生，此外还要降低梁纵筋贯穿型钢腹板的数量，确保柱形刚腹板由于开孔所形成的截面损失率小于 25%，一旦超出了这一百分比则要使用一些补强措施。 柱内型钢和梁内型钢在节点以内要使用刚性连接，节点位置的柱型钢将和梁型钢上下翼缘处对应，厚度和梁端型钢翼缘一致，而且要大于12mm，水平加紧肋应在角部进行排气孔的设置，使混凝土浇注更为有利。2.3 型钢连接方式 在当前梁柱型钢间现场连接的过程中，主要使用的方式有栓焊混合连接和全螺栓连接这两种方式。其中，栓焊混合连接这种方式主要是使用
5、全熔透焊缝连接把梁钢骨翼缘和柱钢骨翼缘连接起来，焊在柱钢骨翼缘上的竖版和梁钢骨腹板之间使用摩擦型高强度螺栓进行连接，此方法在国外有着较为广泛的应用。至于全螺栓连接，则是先工厂焊接悬臂梁段到柱钢骨翼缘之上，然后再通过高强度螺栓把悬臂梁段和梁钢骨连接在一起，全螺栓连接方式在日本有比较多的应用。 3、节点受力性能以及其影响因素 通过分析我国这方面的试验资料可以看出来低周反复荷载下型钢混凝土梁柱节点具有比较好的延性和刚度，对提升节点抗剪承载力以及抗裂度比较有利，而且可以提升结构耗能能力，避免节点出现脆性破坏。 3. 1 抗剪承载力 型钢混凝土梁柱节点中包含着型钢，而型钢又会参与到其工作过程中，使其多了
6、一个抗力因素。此外，由于翼缘框会对核心区的混凝土产生约束作用，这就使得节点位置的极限承载力以及裂度相对于普通混凝土梁柱节点都要高很多。在节点抗剪承载力方面，主要的影响因素包括型钢含钢率、型钢腹板、节点位置箍筋的配筋率、型钢形式、混凝土强度等级以及轴压比等。 3.2 延性及耗能 通过研究节点荷载的相关试验曲线可以发现，对于型钢混凝土节点来说，无论是在延性上，还是在耗能方面，其都要比钢筋混凝土节点优秀很多。具体来说，钢筋混凝土节点的承载力一旦到达极限之后就会出现急剧下降，而型钢混凝土节点则受到塑化作用的影响，在其达到极限之后承载力则会比较缓慢的下降，具有比较丰满的滞回环。在这方面主要的营销因素包括
7、型钢节点形式、含钢率、轴压比以及配箍率等。 3. 3 核心区刚度退化以及剪切变形 通过对型钢混凝土结构梁柱节点进行相关的试验发现，依照（GB500102002） 混凝土结构设计规范配有最小配箍量的型钢混凝土节点，在相同条件下，剪切变形相对于普通混凝土节点要小得多，而且刚度退化也比较缓慢。在这方面的影响因素主要包括核心区约束程度、节点内梁筋的锚固情况。 4、型钢混凝土结构梁柱节点施工 型钢混凝土结构梁柱节点主要具备 3 种连接方式：打孔法、钢牛腿连接法以及使用钢筋和套筒进行连接。以下是使用这三种方法过程中分别需要注意的内容。 4.1 打孔法 使用打孔法的时候，在设计过程中要避免梁纵向钢筋贯穿型钢
8、芯柱翼缘的情况发生，并降低梁纵筋贯穿型钢腹板的数量，确保柱型钢腹板由于开孔所形成的截面损失率小于 25%，如果不得不于型钢翼缘进行穿孔，则要进行大量补强板的设置。一般来说，在进行钢骨柱内打孔贯通的过程中主要有以下两种类型：部分梁主筋钢骨柱腹板之上进行开孔贯通，至于其他部分则是钢骨柱翼缘板宽度范围之内的梁主筋应在同一时间之内将钢骨柱腹板以及翼缘板贯通，这一过程中应确保 3 块钢板于同一时间打孔贯通，而且孔之间的相关位置也要符合非常严格的要求。打孔法在钢骨柱上需要较多的钻孔数，而且工作量主要集中在这一个环节之后，对于工作面的整体展开比较不利，此外利用超长钻头也有很多不足之处：首先，由于 3 块钢板
9、并不相邻，因此前一张板被穿透并接触下一张板的时候会容易出现钻头断裂问题。其次，打孔法对于钻头的磨损比较厉害，如果钻头有效长度比钢骨柱截面小的时候将不可在此部位中使用，此外，由于频繁更换转投也会导致成本增大。 4.2 钢牛腿连接法 在使用钢牛腿连接法的时候，钢牛腿高度不得大于 0.7 倍梁高，而且在设置的过程中要对很多因素进行考虑：留置钢筋保护层、纵向梁主筋以及横向梁主筋打孔贯通的过程中要于高度方向错开等。整体来说，这种方法的弊端在于： 首先，由于梁柱连接节点位置所设置的钢筋比较密集，因此在对刚牛腿进行设置的过程中要考虑的问题比较复杂，此外，我们要在确保结构本身强度下进行节点的处理，因此钢筋处理
10、要为钢结构让步，使得单排钢筋数量过多、配筋率较高的情况下难以满足穿筋要求。 其次，由于设置钢牛腿会使钢结构节点区域之内的用钢量增加，具体来说，大概每一个节点增加几十千克，这就使得工程增重较为严重，使得难以满足经济要求。另外由于钢牛腿末端截面受到承载力以及刚度突变的影响，非常容易出现混凝土挤压变形的情况。 4.3 钢筋连接套筒 在使用这种方法进行连接的过程中，要确保连接套筒钢材的强度。在钢骨柱翼缘焊接的时候不仅要符合连接套筒等强的标准，还要熔透与角接组合焊缝。连接套筒水平方向净间距要大于 30mm 以及套筒外径。这种连接方式可以减少以上两种方法的很多弊端，而且还可以降低土建交叉施工情况的发生，有
11、利于降低施工成本以及加快施工进度。此外，在采用这种施工方法的时候，要对套孔和钢骨柱间的焊接质量进行严格的要求，具体工作中可以通过力学试验来确定相关参数。 5、结语 相对于钢筋混凝土结构，型钢混凝土组合结构具有非常大的优势，对于提升构件延性、抗震性能、耐火性以及耐久性能非常有利。但是由于本文篇幅所限，有很多内容难以展开，因此，还希望各位同行能够加强这方面的学习及探索，使其获得更好、更广泛的应用。 参考文献 1 梁威,王昊.我国型钢混凝土梁柱节点构造综述J. 结构工程师. 2010(04) 2 姜维山,赵世春,孙慧中,喻磊.型钢混凝土结构构件的研究J. 建筑钢结构进展. 2009(03) 3 王秀丽,殷占忠,李庆福.新型钢框架梁柱 T 型节点抗震性能试验研究J. 甘肃科学学报. 2009(04) 4 张明辉,张玉庆.型钢钢筋混凝土构件在钢筋混凝土结构体系中的应用J. 广东科技. 2008(14) 5 李晓龙.钢结构架梁柱连接施工J. 黑龙江科技信息. 2010(20) 6 田占岭,杨家才.型钢混凝土结构施工技术J. 科技资讯. 2008(13)
