CN1314869C - 钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构及其施工方法，本节点结构包括钢管混凝土柱、楼盖梁和环形混凝土梁。竖向构件的钢管混凝土柱与水平构件的楼盖梁在节点处交接，钢管在节点区相应楼盖梁的位置开孔，使楼盖梁的梁纵筋可以直接通过钢管柱；在节点区的钢管外设置有环形混凝土梁，环形混凝土梁里的钢筋包括与钢管混凝土柱同心的环梁环形纵筋和沿径向呈放射形的环梁箍筋；在节点区钢管混凝土柱内设置有与钢管同心的钢筋笼，它包括垂直放置的柱连接纵筋和水平放置的柱连接箍筋，钢筋笼在钢管中延伸的锚固长度视钢筋的直径大小而定。本发明的节点结构适用于建筑工程领域，它施工便利，造价低，便于钢管混凝土柱的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构，特别涉及钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构及其施工方法。
背景技术
钢管混凝土柱作为一种兼具钢结构及混凝土结构两者优点的组合结构在工程中的应用越来越广泛，但作为结构中的重点部分之一的节点，受力和构造的问题，仍未得到很好的解决，成为制约钢管混凝土柱应用的“瓶颈”问题。
现有的钢管混凝土柱和楼盖梁在节点区的连接构造可分为柱钢管连续形式和楼盖梁连续形式两种类型。
1.柱钢管连续形式的节点：
其主要思路是：保持钢管混凝土柱沿全高贯通，楼盖梁从柱侧面与其连接。这造成了节点在设计、施工上均较为复杂和困难。
其基本传力机理为：主要采用了牛腿，加强环，混凝土环梁，穿钢管的直通钢筋，锚定式锚具等形式进行弯矩传递。剪力通过加强环，承重销牛腿，环形抗剪钢筋等构造形式进行传递，节点区混凝土与钢管壁间的粘结和摩擦力也发挥一定的作用。
这类节点形式在实际应用中存在着这样或者那样的缺点，主要问题归纳如下：
1)节点力学性能和施工的简易性、经济性不能两全：有些节点类型，如加强环类型节点，力学性能好，节点的整体刚度也高，但材料用量大，施工复杂；有些节点类型，如锚定板式节点，构造简单，施工方便，也较省材料，但其力学性能并不理想；又如抗剪环环梁节点，其施工和经济上的优点极为突出，但其节点的刚度有限，在复杂应力情况下的工作性能差；
2)影响建筑外观和使用：现浇楼盖梁板的节点的构造经常与建筑外观和使用功能有冲突，并造成楼盖梁板的布置不灵活，如双梁节点的梁系布置复杂，而单梁节点又使楼盖梁的宽度过大，既增加结构自重又造成材料浪费，且影响楼盖的美观；
3)节点的应用不灵活：目前工程中所应用的节点均只适用于常规的情况，对较为特殊的楼盖布置，如非正交梁系，各梁的标高和高度不同等情况，其应用就受到了一定的限制。
2.楼盖梁连续形式的节点
其主要思路是：保持混凝土楼盖的连续性，各层楼盖在梁柱交接处的梁面和梁底与钢管柱连接。
该类节点解决了楼盖梁与钢管混凝土柱的连接问题，但仍存在以下问题：
1)柱钢管在节点区不连通较大地削弱了其轴压荷载的传递能力，虽然通过设置配有环向钢筋的环梁可以解决轴向承载力问题，但轴向变形偏大，其对结构整体受力的影响较大；
2)柱钢管在梁面、梁底的连接面的弯矩传递和剪力传递能力差，相应的构造处理又增加了材料的用量和构造的复杂性；
3)施工中上下柱的对中困难；
4)钢管需每层吊装、固定，在超高层建筑中应用时施工不简便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构及其施工方法，它经济性好、施工便利、传力明确，钢管在节点区开口。
本发明的钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构如图所示，图1(a)是其在梁系为正交体系时的剖面图，图1(b)是其在梁系为正交体系时的平面图，图1(c)是其在梁系为非正交体系时的平面图。本节点结构包括钢管混凝土柱1、楼盖梁7和环形混凝土梁8。竖向构件的钢管混凝土柱1与水平构件的楼盖梁7在节点处交接，钢管在节点区相应楼盖梁7的位置开孔，使楼盖梁7的梁纵筋6可以直接通过钢管柱；在节点区的钢管外设置有环形混凝土梁8，环形混凝土梁8里的钢筋包括与钢管混凝土柱1同心的环梁环形纵筋2和沿径向呈放射形的环梁箍筋3；在节点区钢管混凝土柱1内设置有与钢管同心的钢筋笼，它包括垂直放置的柱连接纵筋4和水平放置的柱连接箍筋5，钢筋笼在钢管中延伸的锚固长度视钢筋的直径大小而定。
所述钢管开孔处设置有钢丝网，以防止节点区混凝土外流。
本发明可通过以下技术措施来实现：多层连续的钢管柱在节点区和楼盖梁7连接处开口，使楼盖梁7的梁纵筋6顺利贯穿钢管柱，同时保证了钢管柱和楼盖梁7的连续性。楼盖梁7向节点传递的内力方式和传统的钢筋混凝土柱节点雷同，传力直接，机理明确。为了避免节点区由于钢管开口削弱引起的节点承载力下降，在节点区钢管外设置了环形混凝土梁8，由它对节点区进行约束，保证钢管轴向承载力的连续性；同时为了使得钢管柱的弯矩的和剪力的顺利传递，在节点区钢管内设置了钢筋笼保证柱弯矩传递的连续性。
本发明的钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构的施工方法流程图如图2所示，施工步骤如下：
①将单层或多层的钢管柱吊装到施工平面的柱子定位处；
②将钢筋笼吊装到钢管内节点位置处固定；
③将在空地上绑好的环形混凝土梁8的钢筋骨架放置到环形混凝土梁8的模板里面；
④将楼盖梁7的梁纵筋6穿过节点区，绑扎梁箍筋9，在钢管开孔处设置钢丝网防止节点区混凝土外流；
⑤对钢管柱进行混凝土浇注，混凝土浇筑到节点区；
⑥在钢管柱混凝土凝固后，浇筑梁混凝土。
本发明的突出优点和显著效果是：
1.本节点很好的解决了楼盖梁与钢管混凝土柱的连接难题，节点区梁柱混凝土是连通的，这个使得节点的刚接性能得到保证，受力情况与普通钢筋混凝土结构类似，传力明确；
2.本节点施工方法类似于普通钢筋混凝土结构，除钢管接长的焊接外，没有其他钢结构的焊接步骤需要在现场进行，焊接工作量小，施工便利；
3.连续化的钢管可以一次性吊装多层，避免了分楼层钢管施工时的上下钢管对中问题，实现精确定位；
4.节点可与任意方向的楼盖梁连接，楼盖梁的布置灵活，易于满足建筑功能的要求；
5.节点省去了加强环、穿心牛腿等钢连接构件，降低了结构造价，具有良好经济效益。
附图说明
图1(a)是钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构在梁系为正交体系时的剖面图；
图1(b)是钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构在梁系为正交体系时的平面图；
图1(c)是钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构在梁系为非正交体系时的平面图；
图2是本发明的施工方法流程图。
图中：1-钢管混凝土柱 2-环梁环形纵筋 3-环梁箍筋 4-柱连接纵筋 5-柱连接箍筋 6-梁纵筋 7-楼盖梁 8-环形混凝土梁 9-梁箍筋
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
本发明的钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构的施工方法流程图如图2所示，施工步骤如下：
①将单层或多层的钢管柱吊装到施工平面的柱子定位处；
②将钢筋笼吊装到钢管内节点位置处固定；
③将在空地上绑好的环形混凝土梁8的钢筋骨架放置到环形混凝土梁8的模板里面；
④将楼盖梁7的梁纵筋6穿过节点区，绑扎梁箍筋9，在钢管开孔处设置钢丝网防止节点区混凝土外流；
⑤对钢管柱进行混凝土浇注，混凝土浇筑到节点区；
⑥在钢管柱混凝土凝固后，浇筑梁混凝土。
用上述施工方法可较好地实施本发明。
Claims (2)
1.一种钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构，包括钢管混凝土柱、楼盖梁和环形混凝土梁，其特征在于，竖向构件的钢管混凝土柱与水平构件的楼盖梁在节点处交接，钢管在节点区相应楼盖梁的位置开孔；在节点区的钢管外设置有环形混凝土梁，环形混凝土梁里的钢筋包括与钢管混凝土柱同心的环梁环形纵筋和沿径向呈放射形的环梁箍筋；在节点区钢管混凝土柱内设置有与钢管同心的钢筋笼，所述钢筋笼包括垂直放置的柱连接纵筋和水平放置的柱连接箍筋；所述钢管开孔处设置有钢丝网。
2.权利要求1所述的钢管混凝土柱与楼盖梁连接处的节点结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
(1)将单层或多层的钢管柱吊装到施工平面的柱子定位处；
(2)将钢筋笼吊装到钢管内节点位置处固定；
(3)将在空地上绑好的环形混凝土梁的钢筋骨架放置到环形混凝土梁的模板里面；
(4)将楼盖梁的梁纵筋穿过节点区，绑扎梁箍筋，在钢管开孔处设置有钢丝网；
(5)对钢管柱进行混凝土浇注，混凝土浇筑到节点区；
(6)在钢管柱混凝土凝固后，浇筑梁混凝土。
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