鋼框架施工-鋼結(jié)構(gòu)框架鋼框架連接型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)

鋼結(jié)構(gòu)施工課件鋼框架的節(jié)點構(gòu)件的連接節(jié)點是保證多、高層鋼結(jié)構(gòu)安全可靠的關(guān)鍵部位，對結(jié)構(gòu)的受力性能有著重要的影響。節(jié)點設(shè)置的是否合理，不僅會影響結(jié)構(gòu)承載力的可靠性和安全性，而且會影響構(gòu)件的加制作與工地安裝的質(zhì)量，并直接影響結(jié)構(gòu)的造價。節(jié)點主要包括：梁與柱、梁與梁、柱與柱、支撐與梁柱、以及柱腳的連接節(jié)點。鋼框架結(jié)構(gòu)節(jié)點形式

（a）（b）（c）節(jié)點連接方式（a）全焊連接；（b）栓焊混合連接；（c）全栓連接全焊連接：傳力充分，不會滑移。良好的焊接構(gòu)造與焊接質(zhì)量，可以為結(jié)構(gòu)提供足夠的延性。缺點是焊接部位常留有一定的殘余應(yīng)力。栓焊混合連接：先用螺栓安裝定位，然后翼緣施焊，操作方便，應(yīng)用比較普遍。試驗表明，此類連接的滯回曲線與全焊連接情況相近，但翼緣焊接將使螺栓預(yù)拉力平均降低10%左右。因此，連接腹板的高強度螺栓實際預(yù)拉應(yīng)力要留一定富裕。全栓連接：全部高強度螺栓連接，施工便捷，符合工業(yè)化生產(chǎn)模式。但接頭尺寸較大，鋼板用量稍多，費用較高。強震時，接頭可能產(chǎn)生滑移。

應(yīng)用：在我國的多、高層鋼結(jié)構(gòu)工程實踐中，柱的工地接頭多采用全焊連接；梁的工地接頭以及支撐斜桿的工地接頭和節(jié)點，多采用全栓連接；梁與柱的連接多采用栓焊混合連接。梁-柱H型鋼梁柱剛接節(jié)點H型鋼梁柱剛接節(jié)點有短梁剛接（螺栓連接梁）、短梁剛接（焊接連接梁）、短梁剛接（栓焊混接梁）、T或Y剛接連接等常見節(jié)點形式。短梁剛接（螺栓連接梁）短梁剛接（焊接連接梁）短梁剛接（栓焊混接梁）短梁剛接（栓焊混接梁）H型鋼梁-箱型截面柱剛接節(jié)點H型鋼梁-箱型截面柱剛接節(jié)點有短梁剛接（螺栓連接梁）、短梁剛接（焊接連接梁）、短梁剛接（栓焊混接梁）、栓焊剛接、箱形柱與較多H型鋼梁剛接、箱形柱+H鋼梁+拉桿連接等形式。

短梁剛接（螺栓連接梁）短梁剛接（焊接連接梁）短梁剛接（栓焊混接梁）栓焊剛接箱形柱與較多H型鋼梁剛接箱形柱+H鋼梁+拉桿連接箱型截面梁柱剛接節(jié)點箱型截面梁柱栓焊剛接節(jié)點形式。H型鋼梁-鋼管截面柱剛接節(jié)點有短梁剛接（外連水平加勁板）、外連水平加勁板（圓邊）、柱與多根梁會交剛接（圓邊）等形式。短梁剛接（外連水平加勁板）外連水平加勁板（圓邊）柱與多根梁會交剛接（圓邊）

根據(jù)梁、柱的相對位置，可分為：柱貫通型和梁貫通型兩種類型。

一般情況下，為簡化構(gòu)造和方便施工，框架的梁-柱節(jié)點宜采用柱貫通型（圖a）；當(dāng)主梁采用箱形截面時，梁-柱節(jié)點宜采用梁貫通型（圖b）。（a）柱貫通型；（b）梁貫通型梁與柱的剛性連接方式（梁垂直于柱翼緣）（a）全焊連接（工廠）；（b）全焊連接（工地）；（c）借助T形鑄鋼件的全栓連接；（d）栓焊混合連接剛性連接的構(gòu)造要求框架梁與柱的剛性連接宜采用柱貫通型，可視受力和安裝形式，采用右圖所示的連接方式。梁垂直于柱腹板的剛性連接（a）梁-柱直接栓焊混合連接；（b）梁與懸臂梁段的全栓連接；（c）梁與懸臂梁段的全焊連接連接細(xì)部構(gòu)造對接焊縫的引弧板和焊接襯板框架梁與柱剛接細(xì)部構(gòu)造

柱兩側(cè)梁高不等時的水平加勁肋（a）不等高梁的水平加勁肋設(shè)置；（b）矮梁加腋；（c）斜加勁肋其基本措施有兩類：一是削弱型，二是梁端加強型。一、通過在距梁端一定距離處，對梁上、下翼緣進(jìn)行切削切口或鉆孔或開縫等措施，以形成薄弱截面，達(dá)到強震時梁的塑性鉸外移的目的；梁端塑性鉸外移的骨形連接改進(jìn)梁-柱剛性連接抗震性能的構(gòu)造措施其基本措施有兩類：一是削弱型，二是梁端加強型。二、是通過在梁端加焊楔形蓋板或者加焊豎向肋板或者加焊梁腋或者加焊側(cè)板或者局部加寬或加厚梁端翼緣等措施，以加強節(jié)點，達(dá)到強震時梁的塑性鉸外移的目的。梁端蓋板式節(jié)點半剛性連接的構(gòu)造要求梁-柱節(jié)點的半剛性連接常采用如下兩種構(gòu)造形式。端板連接式節(jié)點（a）梁垂直于柱翼緣；（b）梁垂直于柱腹板梁端上下翼緣角鋼連接式節(jié)點（a）節(jié)點構(gòu)造；（b）節(jié)點變形柔性連接的構(gòu)造要求

由連接角鋼或連接板通過高強度螺栓僅與梁腹板的連接（摩擦型或承壓型），可視為柔性連接。柔性連接節(jié)點形式約束混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)以工廠預(yù)制混凝土柱、新型預(yù)制預(yù)應(yīng)力樓板、鋼梁為主要構(gòu)件構(gòu)造要求梁與梁的連接主梁的拼接點應(yīng)位于框架節(jié)點塑性區(qū)段以外，盡量靠近梁的反彎點處?！竟こ讨?，常用全栓連接和焊栓混合連接兩種形式】

鋼梁的工地接頭（a）雙板全栓連接；（b）單板全栓連接；（c）焊栓混合連接；（d）全焊連接次梁與主梁的連接次梁與主梁的連接一般采用簡支連接。次梁與主梁的簡支連接（a）附加連接板；（b）次梁腹板伸出；（c）加寬加勁肋；（d）附加短角鋼H型鋼主次梁鉸接節(jié)點主梁與次梁的連接箱型截面主梁-H型鋼次梁鉸接節(jié)點形式。次梁與主梁的全栓剛性連接（a）次梁下翼緣通過鋼板與主梁連接；（b）次梁下翼緣通過角鋼與主梁連接；（c）主、次梁等高連接當(dāng)次梁跨度較大、跨數(shù)較多或荷載較大時，為了減小次梁的撓度，次梁與主梁可采用剛性連接。次梁與主梁的拴焊混合剛性連接（a）等高主、次梁翼緣直接焊接；（b）等高主、次梁加蓋板焊接；（c）不等高主、次梁加蓋板焊接主梁的水平隅撐按抗震設(shè)防時，為防止框架橫梁的側(cè)向屈曲，在節(jié)點塑性區(qū)段應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐構(gòu)件或水平隅撐。框架梁的水平隅撐（a）邊柱梁的上翼緣隅撐；（b）邊柱梁的下翼緣隅撐；（c）中柱梁的上翼緣隅撐；（d）中柱梁的下翼緣隅撐H型鋼柱柱和箱型截面柱的柱-柱連接節(jié)點有螺栓連接和焊接兩種形式，鋼管柱一般采用焊接連接。柱柱連接節(jié)點柱與柱的連接接頭的構(gòu)造要求鋼柱工地接頭的預(yù)設(shè)安裝耳板（a）H形柱；（b）箱形柱H形柱的工地接頭（a）栓焊連接；（b）軋制H形柱的全焊連接；（c）焊接H形柱的全焊連接；（d）全栓連接十字形鋼柱的工地接頭H形柱的變截面接頭（a）邊柱；（b）中柱箱形柱的變截面接頭（a）邊柱；（b）中柱柱變截面接頭的全栓連接（a）H形柱；（b）箱形柱箱形柱與十字形柱的連接

鋼柱柱腳埋入式柱腳的埋入深度與構(gòu)造

多層及高層鋼結(jié)構(gòu)的柱腳，依連接方式的不同，可分為埋入式、外包式和外露式三種形式。超過12層的高層鋼結(jié)構(gòu)宜采用埋入式柱腳，6、7度時也可采用外包式柱腳。對僅需傳遞豎向荷載的鉸接柱腳（例如伸至多層地下室底部的鋼柱柱腳），可采用外露式柱腳。外包式柱腳外露式柱腳（a）箱形柱的剛接柱腳；（b）H形柱的鉸接柱腳（一）；（c）H形柱的鉸接柱腳（二）H型鋼剛接柱腳節(jié)點焊接箱型截面柱腳剛接節(jié)點鋼管截面柱剛接柱腳節(jié)點形式。箱型截面柱柱腳節(jié)點鉸接箱型截面柱鉸接柱腳節(jié)點形式。管柱一般采用焊接連接型鋼混凝土（SteelReinforcedConcrete，簡稱SRC）結(jié)構(gòu)是以型鋼為骨架并在型鋼周圍配置鋼筋和澆筑混凝土的埋入式組合結(jié)構(gòu)體系。由于型鋼混凝土的內(nèi)部型鋼與外包混凝土形成整體，共同受力，其受力性能優(yōu)于這兩種結(jié)構(gòu)的簡單疊加，因此型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國已得到日益廣泛的應(yīng)用。早年美國及日本為了解決鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火、耐久性及增加鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗水平力作用的剛度和避免受壓屈曲，

簡單地在鋼結(jié)構(gòu)外部包圍以磚石砌體，

在靜載作用時取得一定的效果。SRC結(jié)構(gòu)兼有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各自優(yōu)點，

而又克服了他們在單獨使用時的一些缺點。型鋼混凝土勁性混凝土SRC（又稱勁性混凝土或勁鋼混凝土）1、面積??；2、耐腐耐火；目前SRC結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用一般有以下方式：（1）SRC純框架或支撐框架結(jié)構(gòu)；（2）SRC框架（框筒）+SRC剪力墻（核心筒）或鋼筋混凝土剪力墻（核心筒）結(jié)構(gòu);（3）地下室或底部若干層采用SRC，

上部采用鋼結(jié)構(gòu);（4）地下室或底部若干層采用SRC，

上部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（5）框架柱采用SRC，

梁采用鋼或鋼筋混凝土;（6）在一般剪力墻和筒體———剪力墻中采用SRC剪力墻。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)可根據(jù)內(nèi)部配鋼形式的不同分為實腹式和空腹式兩大類。實腹式型鋼通常采用由鋼板焊接拼制成或直接軋制而成的工字型、H型、口字型、十字型截面等；空腹式型鋼一般由綴板或綴條連接角鋼或槽鋼構(gòu)成空間桁架式骨架。目前對于實腹式型鋼混凝土梁抗彎承載力的計算方法，國內(nèi)外主要采用以下3種計算方法，即：（1）折算剛度法：考慮外包混凝土的折算剛度，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法計算。這種方法適用于用鋼量較大的情況。（2）極限平衡理論法：考慮型鋼應(yīng)力分布的影響后，按鋼筋混凝土梁的設(shè)計方法計算【《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》JGJ138-2016】（3）疊加法：將型鋼部分和混凝土部分的承載力分別計算后疊加【《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》YB9082—2006】兩部型鋼混凝土規(guī)范關(guān)于SRC梁計算區(qū)別《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》：采用鋼筋混凝土計算理論，

考慮到構(gòu)件受力后期粘結(jié)失效的客觀存在；鋼骨與混凝土變形協(xié)調(diào)，通過構(gòu)件內(nèi)平衡方程求解構(gòu)件承載力。在承載力計算中，公式較為復(fù)雜，適合于已知各配筋條件的承載力驗算，而已知內(nèi)力求配筋則計算復(fù)雜。剛度計算采用鋼筋混凝土與型鋼鋼骨兩部分剛度疊加的方法，與《鋼骨規(guī)程》相近，計算公式稍有差異?！朵摴腔炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》:采用強度疊加理論，

將SRC分為鋼結(jié)構(gòu)部分和混凝土部分并分別計算，

計算結(jié)果為實際承載能力下限值，

偏于保守，

而且對不對稱截面計算精度不高。但計算方便簡單，

適合于截面估算和截面試設(shè)計。兩部規(guī)范都主要針對比較規(guī)則、常見的實腹式截面形式。由于空腹式截面抗震性能較差，在實際設(shè)計中較少采用，兩部規(guī)范也沒有給出空腹式截面的計算方法。SRC常見節(jié)點施工由于SRC組合結(jié)構(gòu)在施工時，鋼梁和樓面梁首先與柱內(nèi)的型鋼進(jìn)行連接，然后綁扎鋼筋，再支設(shè)模板并澆筑混凝土，施工工序比較復(fù)雜，另外框架梁柱的節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，箍筋貫穿型鋼或焊接均很困難，在節(jié)點設(shè)計施工時需尤其注意。1柱腳節(jié)點施工型鋼混凝土柱可以根據(jù)不同受力特點采用型鋼埋入基礎(chǔ)底板的埋入式柱腳或非埋入式柱腳。根據(jù)《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：考慮地震作用組合的偏心受壓柱宜采用埋入式柱腳；不考慮地震作用組合的偏心受壓柱可采用埋入式柱腳，也可采用非埋入式柱腳；偏心受拉柱應(yīng)采用埋入式柱腳。2梁柱節(jié)點施工在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中；梁柱節(jié)點區(qū)域型鋼和鋼筋交錯縱橫，柱子箍筋遇鋼柱牛腿時常采用牛腿上穿孔。為了保證型鋼強度，穿孔應(yīng)盡量??；而孔太小又不便于施工，甚至由于制作或施工誤差，箍筋很難從預(yù)留孔中穿過。另外當(dāng)柱內(nèi)箍筋數(shù)量較多時，一側(cè)牛腿上可能預(yù)留三列以上的孔，如此對牛腿截面的削弱很大。并導(dǎo)致節(jié)點區(qū)域混凝土澆灌困難，難以振搗，不能保證節(jié)點區(qū)及下部混凝土的密實。梁柱區(qū)域鋼筋遇柱牛腿穿孔示意為了有效解決該問題，常將用于結(jié)構(gòu)加固以防止裂縫擴大和提高結(jié)構(gòu)剛度及承載力的鋼板箍取代梁柱節(jié)點區(qū)域的箍筋，在與鋼柱相連的型鋼梁高度內(nèi)均使用鋼板箍。鋼板箍設(shè)置示意節(jié)點區(qū)域采用鋼板箍來代替箍筋時，需要保證節(jié)點區(qū)域混凝土抗剪強度在代換后不小于代換前使用箍筋時混凝土抗剪強度。對于此類構(gòu)件，混凝土柱部分可等效為偏心受壓柱，其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：根據(jù)代換原則，采用鋼板箍代換后的混凝土抗剪強度不小于代換前，即：梁柱節(jié)點區(qū)域箍筋、鋼板箍與柱牛腿連接對比示意梁柱節(jié)點區(qū)梁縱筋與型鋼柱連接節(jié)點當(dāng)有條件滿足錨固長度要求時，優(yōu)先直接錨固；角筋直接錨入柱內(nèi)當(dāng)錨固長度不滿足要求時，如有條件繞過鋼柱，應(yīng)優(yōu)先按1:6的角度彎折繞過；梁縱筋繞開柱鋼骨無條件繞過時，如果在型鋼柱翼緣或腹板上設(shè)置鋼筋穿孔，一方面難以保證型鋼柱不受削弱，尤其在超髙層建筑中梁主筋較粗，穿型鋼時，截面缺損率可能將超過規(guī)范所允許面積的要求；另—方面對施工質(zhì)量、施工精度要求較高；所以在設(shè)計施工時可考慮如下兩種處理方式：在翼緣板上焊接套筒或連接板。當(dāng)采用套筒連接時，詳圖設(shè)計較為簡單，放樣出鋼筋位置，在加工制作鋼柱時套筒便可以焊到翼緣板上?！玖硗庠诂F(xiàn)場安裝鋼筋時，中部還需增加一個套筒，否則一根鋼筋無法在兩根鋼柱之間擰到套筒里面】梁縱筋與柱鋼骨套筒連接總結(jié)下來梁柱節(jié)點區(qū)梁縱筋做法：型鋼混凝土梁內(nèi)鋼筋與梁鋼骨連接處理超高層中勁性梁一般截面較大，為提高鋼筋骨架的整體性，在梁內(nèi)均設(shè)置有縱向構(gòu)造鋼筋和拉筋。拉筋遇鋼骨梁時，一般采用在鋼骨梁上穿孔或焊接套筒的方式。型鋼梁內(nèi)鋼筋遇鋼骨處理措施但在鋼骨梁上設(shè)置鋼筋貫穿孔口時，對鋼骨梁造成截面缺損；在鋼骨梁上焊接套筒時，若鋼筋直徑太小，鋼筋的車絲質(zhì)量及與套筒的連接質(zhì)量難以保證。因此，施工中拉筋遇鋼骨梁腹板時，拉筋在腹板位置折彎并焊接于鋼骨梁上，焊接長度滿足單面焊。同樣，該處理方法也可用于墻內(nèi)有鋼板墻時鋼筋的處理。超高層中鋼管混凝土柱（CFT）與型鋼混凝土柱（SRC）選擇問題在超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，選擇合理高效的抗側(cè)力體系不但可以節(jié)約材料用量、縮短工期，還可以增加樓層的有效使用面積。型鋼混凝土柱（SＲC柱）和鋼管混凝土柱（CFT柱）是超高層建筑中兩種常用的框架柱截面類型，兩者的力學(xué)性能、施工性能和經(jīng)濟(jì)性能等各有優(yōu)劣。一般而言兩者綜合性能比較如下：SRC工程常見問題4.1高層型鋼混凝土地下過渡層問題對于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，地下室結(jié)構(gòu)往往采用普通鋼筋混凝土，而上部結(jié)構(gòu)采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，這時型鋼混凝土柱應(yīng)設(shè)置過渡層過渡為鋼筋混凝土柱。地上部分地下部分為兩種結(jié)構(gòu)體系，為盡量避免這兩種結(jié)構(gòu)剛度和承載力的突變，形成薄弱層，在這兩種結(jié)構(gòu)體系中設(shè)置過渡層。1）從設(shè)計計算上確定地下室某層型鋼混凝土柱可由鋼筋混凝土框架柱代替時，上層型鋼混凝土柱可向下延伸1層或2層作為過渡層。2）過渡層框架柱應(yīng)按鋼筋混凝土柱設(shè)計計算。1）當(dāng)?shù)叵率翼攲涌勺鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位?！陡咭?guī)》3.9.5條規(guī)定:地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級。依據(jù)此規(guī)定，地下二層抗震等級可降一級，軸壓比限值可加大，此時用鋼筋混凝土柱代替型鋼混凝土柱時截面加大不多，鋼筋混凝土柱容易滿足規(guī)范軸壓比限值的要求，可將地下二層作為過渡層。地下三層及以下各層可采用鋼筋混凝土柱。當(dāng)?shù)叵率覂H有一層時型鋼筋柱在基礎(chǔ)部位采用埋入式柱腳或非埋入式柱腳時應(yīng)進(jìn)行計算，當(dāng)?shù)叵率覟槎訒r型鋼混凝土柱在基礎(chǔ)部位，當(dāng)?shù)叵露硬捎没炷林嬎銤M足規(guī)范要求，型鋼混凝土柱在基礎(chǔ)部位設(shè)計安裝錨栓即可，當(dāng)?shù)叵率覟槿龑踊蛞陨蠈?，過渡層設(shè)于地下二層，型鋼混凝土柱在地下二層底設(shè)計安裝錨栓，地下三層及以下采用鋼筋混凝土柱。2）當(dāng)?shù)叵率翼攲舆_(dá)不到上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位的要求。當(dāng)?shù)叵?層不能滿足上部結(jié)構(gòu)嵌固要求，而地下2層能達(dá)到嵌固部位的要求時，地下2層，地下1層抗震等級同上部結(jié)構(gòu)，地下3層抗震等級可降一級，此時可將地下3層作為過渡層。4.2SRC-S豎向混合結(jié)構(gòu)過渡層的問題SRC-S豎向混合結(jié)構(gòu)過渡層的關(guān)鍵問題是過渡層的構(gòu)造設(shè)計和過渡層結(jié)構(gòu)與上、下結(jié)構(gòu)之間剛度差的控制問題.在SRC-S豎向混合結(jié)構(gòu)過渡層設(shè)計中，

目前較常用的有3種方式：1）過渡層按鋼柱設(shè)計，

并于過渡層上一層鋼