钢管混凝土柱节点牛腿构造详图
谈牛腿式钢管混凝土柱-混凝土梁的节点做法
１ 工程概 况
本工 程位于广东省深 圳市 ， 总建 筑面 积约 为 １ Ｏ ． ７万 ｍ 。建 筑含地下室 ３层 、 裙楼 ４层 以及塔楼 四座（ Ｔ １～ Ｔ ４ ） ， 其 中除 １ ’ ２ 塔 楼为混合框架一 核心筒外 ， 其 余三座塔 楼均为 混合框 架一剪力墙 结构 。连接节 点为圆钢管混凝土柱一钢 筋混 凝土梁节点 。
牛腿的设置可使塑性铰外移 ， 可 以满 足“ 强节点弱 构 面的做法 ， 大大提高 了节点 区的可靠性 。图 ２为牛 腿的构 造 以及 度与承载力 ， 牛腿 上加劲肋 的布 置形 式 ， 该 节 点采 用 的是 环板 牛 腿 的构 造形 件” 的设计要求 。３ ） 在钢牛腿上设 置横 向加劲肋可提 高牛腿 的整 式 。加劲板 ａ布置在柱与牛腿 相交处 ， 以提高抗剪 承载 力。加劲 体刚度 ， 且 在钢管柱 内外设 置水 平环板 ， 可提高 牛腿在 整 体工 作
１ ９ ９ ４ ．
钢筋混凝土梁 中纵 筋在 钢管 混凝 土柱 表面 处 的锚 固问题一 直是 ［ ２ ］ 陈绍蕃． 钢结构基础 ［ Ｍ］ ． 北京： 中国建筑 工业 出版社 ， ２ ０ ０ ３ ．
该类节点做法 中比较难 处理的一个 部分 。在钢 牛腿式 的节点 中， ［ ３ ］ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ ２ ８ ： ９ ０ ， 钢 管混凝 土结构设 计与施工规程 ［ ｓ ］ ．
图 １ 钢 牛腿 连 接 大样 平面 示 意 图 图 ２ 牛 腿 类 型 及加劲肋平面布置图
大洞后补 强法等 。双梁法和环梁法对 梁之 间内力传递 的可靠
性有一定 影响 ； 钢 管开 大洞后 补 强法使 得钢 管在 节点 区不 连续 ， 难 以保证 节点原有 的 刚性 。本 文简单 阐述 一种 钢牛腿 式 的钢 管 混凝 土柱 与钢筋混凝 土 梁 的节点 形式 ， 该节 点构 造简 单 、 传力 明 确， 能 够确保节点 区的可靠性 。
牛腿设计
牛腿设计第三章 牛腿设计3.1 设计资料厂房跨度mm S 21000=，柱间距为mm B 6000=，吊车荷载t 5，轮距mm K 3550=，行车宽度mm B 4650=，最大轮压P=85KN ，偏心距mm e 350=，外伸长mm d 200=,牛腿型号106200200)-504BH(⨯⨯⨯，材料Q235，截面高mm h 450=,截面宽mm b 300=,翼缘厚mm h f 10=，腹板厚mm t w 6=，力的作用点处截面为10620000B H3 ⨯⨯⨯。
焊条采用E43系列，手工焊。
连接焊缝采用沿周边围焊，转角处连续施焊，没有起弧落弧所引起的焊口缺焊，且假定剪孔仅由牛腿腹板焊缝承受，并对工字型翼缘端部绕转部分焊缝忽略不计。
根据吊车梁设计，吊车梁截面面积2136A cm =，Q235钢的密度为3/7850m kg ，吊车梁自重m N /6.1067101361078504=⨯⨯⨯-，轨道自重m KN /430，由吊车最大轮压引起的支座反力标准值为： KN D m k 82.4123.02.80.01.4105.33in .=+++⨯=）（KN D k 1.20923.02.80.01.41085max .=+++⨯=）（。
则牛腿根部承受剪力为：KN V 97.102851010)4306.1067(2.13=+⨯⨯+⨯=- 3.2 截面选择 牛腿选用106200)200450BH(⨯⨯⨯-力作用点处截面为106200B H 300⨯⨯⨯=36.04KN图3-1 牛腿根部支座反力影响线示意图牛腿剖面示意图3.3 截面特性牛腿根部截面：A=300×10×2+(450-20)×6=55.80S=300×10×220＋6×215×215/2=798.683.4 强度验算3.4.1 抗弯强度2236x/215/75.411002.82205.11036.04WmmNfmmNMx=<=⨯⨯⨯=⋅=γσ3.4.2 抗剪强度3.4.3 腹板计算高度边缘处折算应力9.4121024501035.184951036.04461=⨯-⨯⨯⨯==yIMnxσ2/mmN24.6161035.184951066010102.97433=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=w x t I S V τ2/mm Nσ和τ的最不利组合出现在腹板边缘，因此，验算公式为：=满足要求。
对几种穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的分析与优化建议
１ 前 言
２ 几 种 节 点 形 式 比 较 文 献 … 中 试 验 模 型如 图 １ 示 ， 梁 柱 交 接 处 ， 所 在 设 置 了 一道 钢 筋 混 凝 土 环 梁 ， 强 节 点 。 在 对 试 验 数 据 加 进行 分 析 后 发 现 ， 设 计 安 全 合 理 ， 力 性 能 良好 ， 该 受 满 足规 范 要 求 的“ 强柱 、 梁 、 点 更 强 ” 要 求 。但 是 环 弱 节 的
＼
＼
＼横 负
图 ４ 带环 板 的 穿心 暗牛 腿 节 点
图 ３ 板 筋 布 置 图
２２ ８
江 西 化 工
２０ ０ ８年 第 ４期
很 容 易导 致 板 拄 交 接 处 过 早 开 裂 ． 响 房 屋 的 正 影 常 使 用 。 文献 提 出 了带 环 板 的 穿 心 暗 牛腿 钢 管 混 凝 引 土 柱 节点 ． 图 ４所 示 ， 节 点 虽 然 很 好 地 控 制 了饭 柱 如 此
穿心 暗 牛 腿 式 节 点 ． 工 作 原 理 是 分 别 利 用 穿 心 其
的 翼缘 和腹 板 来 承 受 梁 端 弯 矩 和 剪 力 ， 节 点 是 一 种 该 传力直 接， 靠 的 刚性节点 ， 够满 足“ 柱 、 梁 、 可 能 强 弱 节 点更 强 ” 的要 求 ， 是 该 节 点 施 工 复 杂 、 工 质 量 要 求 但 施 很 高 。 因此 ， 州 市 电 力 工 业 局 在 其 承 建 的 广 州 电 力 广 调度 大 厦 （０层 高 层 钢 筋 混 凝 土 结 构 ） 程 中 委 托 文 ４ 工
混凝 土结 构 是 带 裂 缝 工 作 的 ． 文 混 凝 土 裂 缝 的 处 理 本
带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的设计建议及施工工艺过程
带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的设计建议及施工工艺过程摘要：介绍了带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的设计建议及施工工艺过程。
节点包括暗穿心牛腿、环筋、板放射筋、梁主筋螺纹套筒。
本节点传力直接、强度高、延性好、施工方便，有很好的工程应用前景。
关键词：钢管混凝土柱节点,穿心牛腿,施工工艺钢管混凝土构件具有优越的力学性能[1-2]，在工程中有广泛的应用。
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点设计，直接影响到结构的整体刚度、受力性能和安全性，也影响到施工的难易和工程进度，因而成为钢管混凝土结构设计中的关键环节。
本文提出带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点不带环梁，能很好地满足建筑及装饰设计要求，而且经过试验与有限元分析，发现此节点具有传力直接、强度高、延性好等特点[3-4]，有很好的工程应用前景。
0. 节点做法钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点结构包括暗穿心牛腿、环筋、板放射筋、梁主筋螺纹套筒，如图1所示。
所述暗穿心牛腿穿过钢管在钢管内部焊接，与钢管相交部分亦双面焊接，环筋焊接在钢管外侧钢牛腿上，板放射筋端部弯折钩在环筋上，并伸至板底(图2)，梁主筋螺纹套筒焊接在钢牛腿端部与主筋位置重合(图3)。
为了更好地实现本实用新型，暗穿心牛腿的焊接全部采用双面角焊缝。
环筋焊接在钢管外侧20毫米处，钢牛腿上侧。
板放射筋端部弯折成90度钩在环筋上，并用钢丝绑定，伸至板底。
所述梁主筋螺纹套筒全长角焊缝焊接在钢牛腿上，与主筋位置严格平行，螺纹套筒内径与主筋直径相同。
1.设计建议1.1 工字型钢牛腿的截面设计钢牛腿的高度和宽度根据所连接的钢筋混凝土梁的尺寸来确定，如图4所示各项参数：1.1.1工字型钢牛腿的宽度钢牛腿在钢管外的部分，其宽度等于钢筋混凝土梁的宽度减去左右保护层的厚度：——保护层厚度，一般可取25mm。
在钢管内部，由于混凝土的作用，其应力逐渐减小，相应钢牛腿的宽度也可以减小至一半，以节省材料。
如图5所示。
1.1.2 工字型钢牛腿的高度、——钢板翼缘上焊接的螺纹套筒外直径。
环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法
环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法一、前言环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法是一种特殊的节点连接方式，具有很好的刚度和承载能力，适用于桥梁、高层建筑等工程中的节点连接。
二、工法特点该工法的特点是采用环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁相连接，形成一个稳固的节点。
具体特点如下：1. 结构刚度大：通过环形牛腿钢管与梁体良好的连接，节点具有很好的刚度和承载能力，能够有效地分担和传递来自梁体的荷载。
2. 施工简单：该工法采用的钢管连接方式简单可行，不需要复杂的施工工艺和大型机具设备，降低了施工的难度。
3. 节点连接牢固：环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁之间的连接采用钢筋焊接和混凝土浇筑技术，保证了节点连接的牢固性和稳定性。
4. 具有良好的适应性：该工法适用范围广泛，可用于不同结构形式和施工环境的工程项目中。
三、适应范围环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法适用于以下工程范围：1. 桥梁工程：适用于桥梁的梁柱节点连接，能够承受桥梁的荷载并保证桥梁的安全性和稳定性。
2. 高层建筑工程：适用于高层建筑的梁柱节点连接，能够承受大楼的荷载并保证建筑物的结构稳定。
3. 隧道和地铁工程：适用于隧道和地铁的梁柱节点连接，能够承受地下工程的荷载并保证结构的安全性。
四、工艺原理环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法的工艺原理如下：1. 与实际工程之间的联系：根据实际工程的具体设计方案，确定钢管柱与梁体之间的连接位置和尺寸。
2. 技术措施分析：使用钢筋焊接技术将环形牛腿钢管与梁体连接，通过混凝土浇筑将连接处固定，形成一个稳固的节点。
五、施工工艺环梁—环形牛腿钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点结构施工工法的具体施工工艺如下：1. 环形牛腿钢管制作：根据设计要求和节点连接位置的尺寸制作环形牛腿钢管。
2. 钢筋焊接：将环形牛腿钢管与钢筋混凝土梁的钢筋进行焊接，确保连接牢固。
钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨
钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨2011-7-11牛腿是钢筋砼结构中一种常用的承重构件，尤其在有吊车的单层工业厂房内大量使用。
牛腿有点像一个缩短了的加腋挑梁，不过它主要不是受弯构件，而是剪拉构件。
《混凝土结构设计规范》第10章第8条有较详细的介绍。
一、牛腿构造及简图牛腿顶面的作用力有 F vk和 F hk（用于裂缝计算）或者是 F v和 F h （用于配筋计算）。
F vk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值；F hk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值；Fv--作用在牛腿顶部的竖向力设计值；Fh--作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。
牛腿各部位的名称如下：a——竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离,竖向力作用点仍位于下柱截面以内时，取a=0；b——牛腿宽度，垂直于本图方向；c——下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度；h1——牛腿的外边缘高度，不应小于h/3,且不应小于200mm；h——牛腿的高度；沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋，数量不宜小于4根，直径不宜小于12mm。
全部纵向受力钢筋及弯起钢筋宜沿牛腿外边缘向下伸入下柱内150mm后截断承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率，按牛腿有效截面计算不应小于0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%，钢筋当牛腿设于上柱柱顶时，宜将牛腿对边的柱外侧纵向受力钢筋沿柱顶水平弯入牛腿，作为牛腿纵向受拉钢筋使用；当牛腿顶面纵向受拉钢筋与牛腿对边的柱外侧纵向钢筋分开配置时，牛腿顶面纵向受拉钢筋应弯入柱外侧，并应符合本规范第10.4.4条有关搭接的规定(图10.4.4b)。
当牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时，宜设置弯起钢筋。
并宜使其与集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部l/6至l/2之间的的范围内，其截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一，根数不宜少于2根，直径不宜小于12mm。
纵向受拉钢筋不得兼作弯起钢筋。
牛腿应设置水平箍筋，水平箍筋的直径宜为6-12mm，间距宜为100-150mm，且在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一。
钢筋混凝土牛腿的设计PPT课件
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3、当牛腿同时作用有竖向力与水平力时： （1）牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低。 （2）牛腿的极限承载能力也降低。 （3）有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的
牛腿的破坏规律相似，仍然是两种破坏。
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4、在DL/T 5057-2009的改进 （1）在水电站或抽水站，独立牛腿及壁式牛腿
As
d
Fva 0.85 fyh0
1.2
FhБайду номын сангаасfy
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（3）纵向受力钢筋宜采用HRB335、HRB400 和HRB500钢筋。 （4） 纵向受力钢筋不应下弯兼作弯起钢筋。
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（5）承受竖向力所需的受拉钢筋的配筋率不应 小于0.2％，也不宜大于0.6％，且根数不宜少于4 根，直径不应小于12mm。 （6）注意钢 筋锚固 、切 断位置要求。
βs——受力钢筋配筋量调整系数，取βs =0.6~0.4，剪跨比较大时取大值，剪 跨比较小时取小值。
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（5）牛腿中承受竖向力所需的水平箍筋均匀配 置在牛腿全高范围内。 （6）承受竖向力所需的顶部受拉钢筋的配筋率， 不应小于0.15%。 （7）水平箍筋宜采用HRB335，直径不应小于 8mm，间距在100～150mm之间，配箍率不应小于 0.15%
（1）牛腿的宽度与柱的宽度相同，牛腿的高度可根据裂缝控制要求确定。 一般是先假定牛腿高度h ，然后按下式进行验算：
Fvk
1
0.5
Fhk Fvk
f tk bh0 0.5 a h0
Fvk——按荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的竖向力； Fhk——按荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的水平力； β ——裂缝控制系数，水电站厂房立柱的牛腿，0.70 ；
5.4-5.6 柱-牛腿-墙-2010
l0/b l0/d l0/i
¡ 8 Ü ¡ 7 Ü ¡ 28 Ü
10 8.5 35 0.98 32 28 111 0.48
12 10.5 42
14 12 48
16 14 55
18 15.5 62
20 17 69
22 19 76
24 21 83
26 22.5 90
28 24 97 0.56 50 43 174 0.19
◆ 对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免
箍筋受拉时使折角处混凝土破损。
5.4 柱
5 混凝土结构
5.4 柱
5 混凝土结构
复杂截面的箍筋形式
5.4 柱
5 混凝土结构
5.4 柱
5 混凝土结构
复合箍
螺旋箍
连续复合螺旋箍
（用于矩形截面）
5.4 柱
5 混凝土结构
5.4 柱
5 混凝土结构
折减系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及 主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性。
Nu Nu
s l
稳定系数 反映了长柱纵向 弯曲对承载力的影响，主要 与柱的长细比l0/b有关
5.4 柱
5 混凝土结构
稳定系数 可查表计算：
表 ±. 4 . 1 · ¼ º Ä Í Ö Ð Ê Ñ ¸ » µ Î ¶ µ Ê 5 í 8-1 Ö î ì ý Á á Ä Ü ¸ þ Ä È ¨Ï ý
不能达到抗拉极限强度（钢筋
受拉或受压，但一般达不到设 计强度）的为受压破坏。
受拉破坏
受压破坏
5.4 柱
5 混凝土结构
3、大小偏心受压的区分 P.179 ◆ 受拉钢筋达到屈服的同时受压区混凝土边缘压应变达到极限 压应变cu ◆ 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似