04矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点设计方法.pdf

第 “卷 第期建筑结构 “年月 矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点设计方法 吕西林李学平郭少春 （同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海 2 8 6 . A 8 A 2 B 2 C 1 9 . 6 0. 0’ . D . / 0 4 . 0 2 2 . 0 4， E 6 0 4 F .G 0 . D 2 A . 6 7 2C 2 A . 4 0I 2 7 6 C6 9 6 0 0 2 9 . 6 0 2 J 2 2 0’ K B E9 6 / 1 I 0 A 8 0 CB ’ 2 8 I A . 0 “ “ 2 2 M . / / 2 C 2 9 8 0 4 1 / 8 1 1 / 8 9 6 / 1 I 0 A；B ’ 2 8 I A；9 6 0 0 2 9 . 6 0 A 一、 矩形钢管混凝土柱与混凝土梁的连接形式 对现浇钢筋混凝土梁和矩形钢管混凝土柱之间的 连接， 研究和应用均较少。规程中推荐了环梁M钢承重 销式连接和穿筋式连接两种型式。 O环梁M钢承重销式连接 节点由半穿心钢牛腿的一部分伸进钢管并焊在钢 管壁上构成； 柱外设八角形钢筋混凝土环梁， 梁纵筋锚 入钢筋混凝土环梁内传递梁端弯矩 （图） 。弯矩通过 钢筋混凝土环梁传递给柱， 剪力主要通过钢承重销来 传递给钢管和内填混凝土。工程中的承重销有穿心、 不穿心和半穿心三种形式。穿心承重销性能最好， 但 施工难度较大。不穿心承重销施工简单但传递弯矩能 力较差， 受荷转动时承重销与钢管壁间会出现较大的 集中应力， 甚至会造成钢管壁撕裂。半穿心承重销的 性能虽比不上穿心式， 但锚入钢管混凝土柱中一定长 度使之具有了一定的弯矩传递能力， 减少了应力集中， 施工也不复杂 ［］。规程中推荐了半穿心式钢牛腿。 采用半穿心钢承重销传递剪力时， 承重销可以采 用工字钢或双槽形钢。承重销除了为剪力传递提供足 够的承压面积外， 还应有一定的长度， 且进入框架梁端 不宜小于倍钢牛腿截面高度， 使之能传递一部分梁 端弯矩， 形成所谓的剪弯钢牛腿 ［］； 承重销里端锚入钢 管混凝土柱中一定长度， 使之与柱之间具有一定的弯 矩传递能力。 现浇混凝土梁和矩形钢管混凝土柱的连接， 在抗 图环梁M钢承重销式连接节点 图穿筋式节点 震设计时， 宜优先采用环梁M钢承重销式连接。 O穿筋式连接 连接的构成为柱外设矩形钢筋混凝土环梁， 在钢 管外壁焊水平肋钢筋 （或水平肋板） ， 通过环梁和肋钢 筋 （或肋板） 传递梁端剪力； 框架梁纵筋通过预留孔穿 越钢管传递弯矩 （图） 。剪力通过钢管柱外的矩形钢 筋混凝土环梁与肋钢筋间的相互作用传递至钢管。连 结面的抗剪试验 ［］表明， 在环梁有足够环向约束的情 况下， 这种剪力传递方式是可靠的。梁端弯矩主要通 过穿越钢管的框架梁纵筋传递， 但也应计入矩形环梁 对柱边抗弯承载力的贡献。设计时， 要求满足 “强环 梁， 弱框梁” 的原则， 使框架梁端先于柱边处抗弯屈服， 且保证矩形环梁受到有效的环向约束， 从而保证连结 面的剪力传递能力。为降低施工难度， 穿越钢管的钢 筋可采用并股双钢筋的形式。 也有研究和设计人员提出了一种外置式钢筋混凝 土环梁连接节点 ［］ （图） 。该连接型式的组成为 八 角形钢筋混凝土环梁， 钢管四壁设抗冲切拉筋， 两者组 成环梁钢筋笼， 其连接面同穿筋式节点。框架梁端纵 筋弯折锚入环梁内， 梁端弯矩通过八角形钢筋混凝土 环梁传递。剪力通过环梁混凝土与焊在钢管上的肋钢 筋间的相互作用来传递。这种连接型式通过环梁混凝 土作用于柱身的压力形成力偶来传递梁端弯矩， 其优 点是施工较方便； 其主要不足是正常使用状态下连接 节点的刚度偏小。该连接型式可用于“度及“度以下 地震区和不进行抗震设防的地区， 在广州地区的钢管 混凝土高层建筑中已有成功的应用。 图矩形钢管混凝土柱外置式钢筋混凝土环梁的连接节点 二、 节点抗震调整系数， 的规定 对于钢筋混凝土梁与矩形钢管混凝土柱的连接节 点 （图， 0 ; - . . 0 , A，, . - B . “ ， - C 9 ; - A / - A C3 4 . . D / . E / - 4 D C C F G A - A 3 A C / . C A 8 EH - I - CI E - 4 - . EH C F/ . E 8- . - CJ 4 7 8/ . E E / - . E 9 K EL . / F E M . D - - L / D . 0 , A，, . - B . “ 9 ; - A / - A C F M E. D M 3 A C F E M / . E - E M. D / . E / - 4 D C C F G A - A 3 A C / . C A 8 E E F - C / . 8 I . 4 - 3 8 E F - D / - . E 9 K EL . / F E M. D - - L / D A 3 A C ; - A / - A - K E - E - . E C; O 8 I . 4 . 0 , A，, . - B . “ 9 P Q I 8 E - C - A F O. E - A / - A 3 4 . . D / . E / - 4 D C C F G A - A 3 A C / . C A 8 E- . - C 3 8/ . E E / 4 - . E H - . A -F I M 89 K EL . / F E M. D - - R ; N N ;K E - E 4 - . E CN . E D E / ， ’ 4 9 * - I ER9 S . E D . 8F 8 M - . - C 3 A C F E M F A E M - T . - F M - G A 0 9P E M E E M; - A / - A ， 5， ’（ 4 *） * 4 1 ’9