钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接
摘要：本文推荐一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点做法，使钢管在节点区的连接更加安全、可靠。混凝土梁可以很好的传递内力，与其他节点做法相比，具有施工方便、加快功效和节约材料的优点。
《关键词》钢管、钢筋、混凝土、施工
Abstract: this paper recommends a kind of concrete-filled steel tube column and
reinforced concrete beam node approach makes steel pipe in the node connected more
safe and reliable. Concrete beams can be very good transfer internal force, compared
with other node practice, construction is convenient, speed up with efficiency and
save materials advantages.
《Keywords》 steel pipe、 steel、 concrete、 construction
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
一、概述
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构，改变了各自本身的材料性质，共同成为一种新的复合材料，由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点，使得混凝土强度和延伸性大大提高，形成了卓越的承载能力和变形能力。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1．钢管混凝土结构的特点
众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面：
1.1 承载力高、延性好，抗震性能优越
钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状
态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。
1.2 施工方便，工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时，钢管可以作为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇筑和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。
2、在高层建筑中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，故两者的连接节点成为工程中的难点之一。目前常用的连接节点有钢管开小孔法、钢管开大孔后补强法、型钢梁连接法、钢牛腿法等。钢管开孔法由于钢柱开孔后使得钢管在节点区域内不连续性，难以保证节点原有的刚度；钢牛腿法由于存在现场钢筋仰焊等复杂工艺，且质量不宜保证的情况，在超高层钢筋含量大的情况下实用性较差，故此方法推广较少；型钢梁连接法不但增加用钢量，在现场施工增加了施工工序。
以上列举的连接节点均存在一定程度的不足，本文推荐一种在钢柱上设置环板牛腿焊接套筒连接节点，通过模型试验为基础的理论分析，并在滨海国贸中心的成功应用，证明具有安全、可靠和经济适用的优点。
二、环板牛腿加焊接套筒节点的优点
1、在梁钢筋上皮设置加强外环板，并在梁位置延伸牛腿，梁下皮位置设置内同心圆环板，对钢管内混凝土的约束力没有改变，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力，由于节点部位加强环的约束而得到加强。
2、在牛腿梁上直接焊接直螺纹套筒，梁钢筋与套筒连接，梁可以可靠地传递内力，梁长度范围内的刚度不变，结构受力分析与实际形同。
3、在节点区域设置水平同心圆加强环补强后，钢管在节点范围内是连续的，节点刚度不受影响，且设置水平加强环后加强节点区域的约束能力，本身传递一部分弯矩，也使得弯矩分布的范围更广，满足“强节点弱构件”的要求。
4、加强环、套筒全部工厂化制作、安装，现场工作量减小，方便施工，且全部工厂化加工，不存在仰焊等复杂施工工艺，保证了节点区域的质量。
5、由于环板与牛腿的构成，混凝土梁与钢管壁接触处不需在做其他处理，不必担心混凝土直接与钢管壁接触产生的裂缝。
6、对无梁楼盖同样适用，现场施工速度大幅提高。
7、节点区域无需其他处理（如柱帽等处理），成型效果美观。
三、节点构造
节点构造见下图（1），其要点如下：
1、梁与钢柱连接采用钢牛腿过度，避免梁两端剪力集中。
2、在梁顶面和梁底各设置一道水平加强环，环板宽度若为钢管混凝土柱则取钢管直径的10%。
3、梁上皮位置设置内、外加强环，二排钢筋采用套筒连接，一排钢筋直接在牛腿处焊接。梁下皮钢筋处设置内环板，下皮钢筋全部采用套筒连接，套筒采用错位焊接。
4、钢牛腿在节点范围内的高度和位置，牛腿腹板越高，牛腿上翼缘板越接近梁顶面位置，牛腿的抗弯作用越明显，单牛腿位置过高可能会导致其他梁钢筋在叠合处过高，导致局部位置楼面的标高变化而牛腿位置过低会削弱其传递弯矩的能力。
5、梁钢筋尽量采用大直径的HRB400级钢筋，以减少钢筋的排数。
6、梁下皮钢筋采用直螺纹套筒连接，梁下部钢筋在制作时断开后焊接，街头错位设置，满足规范要求。
四、工程实例
1、天津滨海国贸中心工程：钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒结构，
建筑高度185.2M，结构四周采用16跟1500mm圆钢管混凝土框架柱，如图1。
图（1）
五、结束语
1、钢管采用环板牛腿构造，对钢管原有截面及母材无任何损伤，牛腿的设置力的传导有效的过渡至钢管柱。
2、水平加强环的设置，对混凝土的承载力无任何影响，且加强了节点区域的约束能力，及节点薄弱环节的补强。
3、牛腿套筒的焊接，保证了节点区域的连接可靠性及连接质量，减少现场的施工量及方便运输。
4、此方法同样适用于无梁板结构，且钢构件全部工厂化加工，减少现场施工工序及焊接量，在满足规范、结构安全的前提上，工期及经济方面展现出了特有的优势。
5、该法的可靠性和可行性已通过模拟试件和工程实例所证实，可大幅节约节点的钢材，简化节点做法且方便施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构技术规程
外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构技术规程
一、概述
外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构是一种新型结构形式。在该结构中，钢管混凝土柱作为主要承载构件，外包的钢混凝土梁则起到加强和承受横向荷载的作用。该结构形式具有高承载性能、良好的抗震性能和构造简单等优点，因此在近年来得到了广泛应用。
为了规范和推广该结构形式，本规程制定了外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构的设计、材料、构造、验收和使用等方面的技术要求。
二、设计
1. 荷载
按照工程设计要求确定梁柱系统的荷载，并在计算过程中应考虑所有荷载类型的作用。
2. 材料
（1）混凝土
混凝土按照设计要求选择，强度等级不低于C30。
（2）钢筋
采用轻轨轨枕式电缆索反弓：构造工程钢筋，按照设计要求选择。
（3）钢管
采用无缝钢管制作钢管混凝土柱，按照设计要求选择。
（4）钢材
3. 结构计算
按照现行的钢结构和混凝土结构设计规范进行计算。
4. 构件尺寸
（1）钢管混凝土柱的截面应符合设计要求，并按照规范要求的限制进行设计。
（2）梁的截面应符合设计要求，梁宽应适当大于柱宽，其它尺寸应符合规范的要求。 5. 抗震设计
6. 拼接方式
（2）柱与梁的连接要求柱顶拓宽，以便形成分离面，范围应适当，且非承载内力集中区域。
7. 立柱顶部处理
本结构剪力墙常常采用GN、FY型钢构件作为立柱，应为前述型钢设置受托板，以确保连接处的稳定性并减少结构造型的线条性。
三、材料
1. 水泥
混凝土应采用普通P.O.42.5R硅酸盐水泥，特种砼应使用应采用规定强度等级的水泥。假如消费厂家改变所用水泥品牌时，应重新修改及报有关单位批准后方可接纳。
骨料应符合JGJ52及JGJ51规范有关规定要求。
国内常用钢管混凝土梁柱节点连接形式综述
建筑技术 Construction & Decoration
建筑与装饰2021年6月上 161国内常用钢管混凝土梁柱节点连接形式综述
刘峪铭 合肥工业大学土木与水利工程学院 安徽 合肥 230000 摘 要 本文总结了钢管混凝土柱梁柱节点的常用节点形式，总结了这些节点形式的优势和目前存在的问题。展望了钢管混凝土柱梁柱节点连接形式的发展前景。关键词 钢管混凝土；梁柱节点；抗震性能引言随着钢结构住宅在国内的热度持续上升，钢结构体系在实际工程和研究领域成为热门，相较于纯钢结构，钢管混凝土框架结构在住宅工程实际中得到应用与推广。钢管混凝土结构同时具备钢材与混凝土两种材料的优点：承载力高，施工方便等，同时也具备了以往实际工程中采用的钢筋混凝土结构所不具备的优点：无须支混凝土模板。国内学者对钢管混凝土结构做了大量研究工作，制定了相应的技术规程，使得钢管混凝土结构在工程应用中得到发展与进步，其中钢管混凝土柱与H型钢梁节点形式是运用最为广泛的节点，同时也是构造和受力比较复杂的节点。1 国内常用钢管混凝土柱-H型钢梁框架刚接节点形式H型钢梁与钢管混凝土柱翼缘连接节点常采用栓焊链接或是全焊连接，其中栓焊连接是将梁腹板和钢管柱壁通过连接板、高强螺栓连接，梁翼缘和柱壁通过全熔透坡口焊连接。由于栓焊连接施工方便并且能保证节点连接的刚度，是工程中常用连接方式。1.1 内隔板式节点内隔板式节点是钢管混凝土柱-H型钢梁连接中运用较为广泛的节点形式，一般做法是将梁柱连接位置的中部进行截断，将内隔板焊接在H型钢梁翼缘对应位置，再将钢管柱通过全熔透坡口焊连接起来。国内规范[1]规定，内隔板厚度应满足规定的宽厚比限值，且不应小于梁翼缘厚度。内隔板式节点的优势在于梁翼缘上的拉力由钢管壁和内隔板传递，传力明确。不足之处在于加工难度大，焊缝位置比较集中，节点区焊缝易出现裂纹，同时这种节点形式适用于柱截面尺寸较大的构件，有局限性且焊缝都集中在节点区，焊接热效应导致的残余应力大，钢梁翼缘连接处内外都是通过焊缝连接，容易诱发裂纹，在实际受力过程中不利。同时由于混凝土的浇灌在内隔板焊接完成后进行，内隔板上需设置灌注孔和排气孔，给加工过程制造了麻烦。1.2 隔板贯通式节点隔板贯通式节点中钢梁翼缘的拉力通过贯穿整个柱截面的隔板传递，这种连接方式需要将钢管柱在节点连接部位进行截断，并将分段柱节与贯通隔板焊接。梁翼缘通过全熔透焊缝与隔板连接，若是采用栓焊连接，梁腹板通过高强螺栓、剪切板与柱壁相连；若是采用全焊连接，则将梁腹板直接焊接在柱壁上。具体的构造方式和设计要求在《矩形钢管混凝土结构技术规程》[1]中有具体规定。这种连接方式也是国内建筑抗震规范[2]与高层民用建筑钢结构技术规程[3]推荐连接形式。1.3 外隔板式节点外隔板式节点是将隔板设置在柱外与梁上下翼缘对齐，采用带衬板的全熔透坡口焊连接。这种节点形式施工简单，传力明确，不受柱截面尺寸限制，同时不需要设置灌注孔和排气孔，避免了在柱壁同一位置处内外施焊，焊接热效应影响较大，给加工和施工提供了便利。但是需要加大外隔板尺寸来保证节点的刚度，与其他节点形式比较用钢量超出许多，且水平环板不利于墙板的安装，凸角也会影响室内住户的观感体验。2 新型钢管混凝土柱-H型钢梁框架节点形式2.1 对穿螺栓式节点对穿螺栓式节点[4]中往往设置T型件或端板，用来将H型钢梁与钢管柱连接。采用T型件连接是将T型件和梁翼缘焊接或用高强螺栓连接，采用端板连接可直接将其与钢梁焊接。这种节点形式的优点在于对穿螺栓使混凝土形成斜压杆机制能显著提高节点的承载力与刚度，但是采用端板连接或T形件连接时，和梁翼缘需预先进行焊接，对加工精度有较高要求；施工累积误差对连接方式有不利影响；柱壁需要开孔，对节点有一定程度的削弱。2.2 外肋环板式节点在满足传力明确和构造简单要求的基础上，为了寻求其他可代替的节点形式，综合目前常用的几种钢管混凝土梁柱节点构造的优势，对现有的钢管混凝土梁柱节点进行了适当改造，设计出了外肋板式节点。陈志华团队以这种节点形式进行了一系列试验，在屈服线理论的基础上进行修正，提出节点承载力计算公式，但与试验结果还有一定偏差, 需要进一步研究[5]。外肋环板节点构造简单，施工现场安装较为方便，传力明确可靠。这种节点形式解决了外隔板节点墙板安装的问题，但是室内角部存在凸角现象，且平行于柱壁的竖向肋板会影响楼板的安装，且柱截面两个受力方向上的刚度不一致是这种节点连接方式的弊端，需要做进一步的研究工作。2.3 外套管式节点外套管式节点由陈志华教授等人根据行业需求和施工实际需求提出的一种新型连接方式。天津大学对三个外套管式节点进行了低周往复加载试验，分析了各构件的受力特征与破坏模式，得出了该节点形式的滞回性能。通过对试验数据的分析得出，该节点的抗震性能较好，具有良好的延性[6]。3 结束语本文对几种节点连接方式的优缺点进行了分析。内隔板节点、隔板贯通式节点、外隔板式节点依旧是工程实际中最常选用的节点形式，其他节点形式研究热度不高，可参考的试验结果较少。优良的节点连接形式需具备传力明确可靠、加工安装方便等优点，在此基础上给出具体的承载力计算公式和受力机理分析，便于进行相关设计计算。每种连接形式都有它的优点和局限性，在选择节点形式时要根据实际情况扬长避短。参考文献[1] 矩形钢管混凝土结构技术规程:CECS159—2004[S].北京:中国计划出版社,2004.[2] 中国建筑科学研究院建筑结构抗震设计规范:GB50011—2001[S].北京:计划出版社,2001.[3] 中国建筑科学研究院建筑结构抗震设计规范(JGJ99—2015)[S].北京:计划出版社,2015.[4] 王先铁,郝际平,潘阳,等.方钢管混凝土柱穿心高强螺栓—端板节点性能研究[J].工业建筑,2008,38(3):23-26.[5] 苗纪奎.方钢管混凝土柱与H钢梁的外肋环板节点的研究[D].天津:天津大学,2004.[6] 韩林海.钢管混凝土结构[M].北京:科学出版社,2000:101.
一种预制型钢混凝土柱与钢梁连接节点及其施工工艺
一种预制型钢混凝土柱与钢梁连接节点及其施工工艺
嘿，朋友！今儿咱们来聊聊一种特别牛的东西——预制型钢混凝土柱与钢梁连接节点及其施工工艺。
你想啊，这就好比搭积木，要把一个个小块严丝合缝地拼在一起，才能搭出漂亮牢固的城堡。那这预制型钢混凝土柱和钢梁的连接节点，就是那关键的拼接部位，要是这儿出了岔子，整个建筑不就摇摇欲坠啦？
先来说说这预制型钢混凝土柱。它就像是建筑的“主心骨”，得足够结实、足够可靠。那混凝土把型钢紧紧包裹着，就像给它穿上了一层坚固的铠甲，让它能扛住各种压力和挑战。
再看看钢梁，那可是挑起大梁的角色。它要把力量均匀地传递到各个地方，就像一个大力士，有力气还得会使巧劲儿。
而这连接节点呢，就像是月老手中的红线，把这两个“大力士”紧紧地牵在一起，让它们同心协力，共同为建筑的稳固出力。
施工的时候，那可得小心翼翼，就像给珍贵的宝贝穿衣打扮一样。得先把各个部件都准备好，尺寸、质量啥的都得严格把关，这可容不得一点儿马虎。 比如说，在安装的时候，工人师傅们就得像绣花一样精细，每个角度、每个位置都得对得准准的。稍有偏差，那后果可不堪设想，这可不是闹着玩的！
焊接的过程也特别关键，那火花四溅的，就像放烟花似的。但这可不是为了好看，而是要把节点焊得结结实实，让它们融为一体。
还有啊，紧固螺栓的时候，那得用合适的力度，太紧了不行，太松了也不行，这可真是个技术活！
等这一切都弄好了，还得反复检查，就像老师检查学生的作业一样认真。一旦发现问题，就得赶紧解决，可不能让小毛病变成大麻烦。
总之，这预制型钢混凝土柱与钢梁连接节点的施工工艺，那是既复杂又精细。每一个步骤都得用心去做，才能保证建筑的质量和安全。咱们可不能在这上面偷工减料、马马虎虎，要不然，这房子住着能安心吗？所以啊，施工的师傅们可得瞪大眼睛，把这活儿干漂亮喽！
钢管柱混凝土施工方案
西安·绿地中心A座 钢管混凝土浇筑方案
1 一、 工程概况
本工程外围钢结构采用钢管混凝土柱作为竖向承力，钢管柱通过水平向钢梁与钢筋混凝土核心筒连接，钢梁上铺设桁架楼承板传递水平力。
本方案主要针对外框16根钢管柱的混凝土浇筑进行编制。
二、 钢管柱砼浇筑
1、钢管的吊装分节应注意钢管柱砼标号的变化,不使两种标号出现在一节柱内，钢管柱混凝土强度等级在48层及以下为C60，49层及以上为C50.
2、现阶段钢管柱混凝土已利用塔吊料斗浇筑完成了8层钢管柱的混凝土浇筑，为能够提高钢管柱混凝土的浇筑速度，保证工人混凝土浇筑时的安全，减少塔吊的使用为钢结构的吊装提供充裕的时间，从9层钢管柱混凝土浇筑时采用液压布料机进行浇筑。钢管柱从4层往上为两层一节,根据钢结构的吊装、焊接进度，待钢管柱及第一层钢梁连接、焊接完成后，将液压布料机吊运至外框四个角的斜向钢梁上进行钢管柱砼的浇筑，布料机利用倒链将四个角与钢梁捆绑在一起，保证混凝土浇筑过程中布料机的稳定性.
布料机的平面布置如下图： 西安·绿地中心A座 钢管混凝土浇筑方案
2
此钢管柱砼浇筑方案，由于楼层未铺压型钢板，必须完善一个标准层的完全封闭满铺水平安全网措施.水平网通过铁丝直接与钢梁绑扎连接（作业面与水平安全网的垂直距离不得超过10米）；泵管铺设层利用木跳板、10#槽钢及C18废钢筋制作定型的通道（具体见下图,通道宽为1。3m,长2。8m的1个、4m长的20个），形成水平安全通道及泵管布设通道,通道与通道对接处采用14mm的螺丝通过预先打好的孔进行连接。工人上楼层后必须佩带安全带，安全带利用钢结构在钢柱上的钢丝绳生根。钢管柱混凝土浇筑利用已做好的定型化浇筑平台进行浇筑。 西安·绿地中心A座 钢管混凝土浇筑方案
钢管混凝土结构技术规范
GB50936-2014钢管混凝土结构技术规范
应知条文 必会条文
4.1.8钢管混凝土柱的钢管在浇筑混凝土前，其轴心应力不宜大于钢管抗压强度设计值的60%，并应满足稳定性要求。
4.1.11直径大于2m的圆形钢管混凝土构件及边长大于1.5m的矩形钢管混凝土构件，应采取有效措施减小钢管内混凝土收缩对构件受力性能的影响。
5.4.1对轴压构件和偏心率不大于0.3的偏心钢管混凝土实心受压构件，当由永久荷载引起的轴心压力占全部轴心压力的50%及以上时，由于混凝土徐变的影响，钢管混凝土柱的轴心受压稳定承载力设计值Nu应乘以折减系数0.9。
7.2.1等直径钢管对接时宜设置环形隔板和内衬钢管段，内衬钢管段也可兼作为抗剪连接件，并应符合下列规定：
1上下钢管之间应采用全熔透坡口焊缝，坡口可取35°，直焊缝钢管对接处应错开钢管焊缝；
2内衬钢管仅作为衬管使用时（图7.2.1a），衬管管壁厚度宜为4mm〜6mm，衬管高度宜为50mm，其外径宜比钢管内径小2mm；
rn乙汹厂丁.图7.2.1等直径钢管对接构造
Urr亠辔企1-环形隔板；2-内衬钢管
pFiHB3内衬钢管兼作为抗剪连接件时（图
哆]翌“歹超7.2.1b）,衬管管壁厚度不宜小于16mm,衬管
…士」咼度宜为100mm，其外径宜比钢管内径小2mm。
7.2.2不同直径钢管对接时，宜采用一段变径钢管连接。变径钢管的上下两端均宜设置环 3.1.4抗震设计时，钢管混凝土结构的钢材应符合下列规定：
1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；
2钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；
3钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。
9.4.1钢管混凝土结构中，混凝土严禁使用含氯化物类的外加剂。
形隔板，变径钢管的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚，变径段的斜度不宜大于1：6，变径段宜设置在楼盖结构高度范围内。
7.2.3钢管分段接头在现场连接时，宜加焊内套圈和必要的焊缝定位件。
钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点设计方法
第８卷第１期 ２０１０年２月 福建工程学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｕｊｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．８ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１０
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３４８．２０１０．Ｏ１．００２
钢管混凝土柱一钢筋混凝土环梁节点设计方法
杨芳 ，季韬 ，戴益华。
（１．福建工程学院土木工程系，福建福州３５０１０８；２．福州大学土木工程学院，福建福州３５０１０８： ３．福建建工集团总公司，福建福州３５０００３）
摘要：介绍了钢管混凝土柱一环梁中节点（环梁节点）在静载和低周反复荷载作用下的设计方法，其 可靠性得到试验数据的证实。结果显示，在地震区推广应用钢管混凝土柱一钢筋混凝土环梁节点的 结构体系具有较强的可行性。 关键词：钢管混凝土柱一环梁中节点；静载；低周反复荷载；设计方法 中图分类号：ＴＵ３７５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—４３４８（２０１０）０１—０００５—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｏｌｕｍｎ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｉｎｇ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｊｏｉｎｔｓ
Ｙａｎｇ Ｆａｎｇ ，Ｊｉ Ｔａｏ ，Ｄａｉ Ｙｉｈｕａ （１．Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｆｕｊｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８，ＣＭｎａ；２．ＣｏＨｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ；３．Ｆｕｊｉａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐ．，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｏｌｕｍｎ—ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｉｎｇ ｂｅａｍ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｊｏｉｎｔ（ｒｉｎｇ ｂｅａｍ ｊｏｉｎｔ）ｕｄｄｅｒ ｓｔａｔｉｃ ｌｏａｄｓ ａｎｄ ｑｕａｓｉ—ｓｔａｔｉｃ ｃｙｃｌｉｃ ｌａｔｅｒａｌ ｌｏａｄｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅ— ｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
叠合柱详解
我大中华的很多城市，高楼大厦已是鳞次栉比。在每栋高楼里面，我们都会看到一些框架柱，或大或小，或圆或方，或常规或异型。
框柱看起来冰冷，尤其包上大理石或冷金属之后，但它们撑起了比自身截面大得多的空间，这多少值得尊敬。
以结构工程师的眼光来看，框柱的截面形式大致可分四类：普通钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱以及叠合柱。
在做柱截面形式对比的时候，我总是想起《三国演义》中“煮酒论英雄”的片段。
究竟谁是真英雄？
若以使用频率来评判，钢筋混凝土最优，型钢混凝土次之，钢管混凝土再次之，叠合柱末之。
尽管如此，我还是手指落寞的叠合柱：“天下英雄，唯君耳 ”。
这篇文章就谈谈本人的逻辑，诸位可不当真。毕竟，本人看走眼与看对眼的概率，经常接近五五开。
01、叠合柱的概念
首先，我们要理解叠合的概念，谁和谁叠合？作为类比，叠合梁、叠合板大家是比较熟悉的，叠合说的是新旧混凝土之间的叠合，旧混凝土可以采用预制（或先浇），新混凝土则采用现浇（或后浇）。《混凝土结构设计规范》对叠合构件的构造及计算均有相对明确的规定。
在装配式结构及加固改造设计中，叠合既是一个基本概念，也是一个基本方法。想想装配式结构中的叠合板，以及加固设计中的增大截面法。
但是，叠合柱与常规的叠合概念略有不同，它指的是内部钢管混凝土柱与外部钢筋混凝土之间的叠合。
同时，叠合还隐含了构件组成时在时间上的非同步性。即，同一个构件的新旧部分，在“浇筑”时间上，存在一个时间差。这个时间差如果小于混凝土的初凝时间，那就是整浇了。所以，只有时间差大于终凝时间，才会出现叠合。
说到这里，我们会想到一些有意思的问题。比如，施工缝与后浇带，算不算叠合？混凝土梁加固中的粘钢法与碳纤维布加固法，算不算叠合？
如果继续较真的话，型钢与钢筋混凝土浇筑在一起，算不算叠合？那钢筋与混凝土浇筑在一起，算不算叠合？
叠合的依据究竟是什么呢？本人认为，相比后浇部分，先浇部分能够独立受力，这是叠合的一个重要条件。
混凝土梁与型钢柱处钢筋连接处理
鲁JJ-005
工程名称 青岛环海凯莱商务
酒店改造工程 施工单位 中建三局建设工程股份有限公司
交底部位 地下室 工序名称 混凝土梁与型钢柱连接施工
交底提要：混凝土梁与型钢柱连接施工要点
混凝土梁与型钢柱连接施工要点
交底内容：
1. 钢筋连接
1.1. 梁纵筋与型钢柱连接方法
1） 梁纵筋焊于钢牛腿、加劲肋上，双面焊5d；当有双排筋时，第二排筋焊于钢牛腿或加劲肋下侧；
2） 梁纵筋弯锚，满足水平段锚固长度≥0.4Lae。
非转换层混凝土梁与型钢柱节点详图
钢筋与钢牛腿之间的连接采用现场焊接方法。焊接前先浇筑柱混凝土，防止焊渣进入柱模板内。绑扎完钢筋后封梁侧模，焊渣用鼓风机吹干净，保证模板拆除后的梁底质量。
1.2. 箍筋穿钢牛腿，改为拉筋。
1.3. 非人防柱帽附加钢筋遇型钢柱断开弯折，满足锚固长度。
2. 施工要点
1、考虑钢筋绑扎工序，两个型钢柱间梁底筋断开，采用直螺纹套筒连接，
鲁JJ-005
工程名称 青岛环海凯莱商务
酒店改造工程 施工单位 中建三局建设工程股份有限公司
交底部位 地下室 工序名称 混凝土梁与型钢柱连接施工
交底提要：混凝土梁与型钢柱连接施工要点
钢筋接头率≤50%。
2、梁纵筋在型钢柱处弯锚时，采用正反丝套筒连接。
3、钢筋绑扎工艺流程
画框架柱箍筋间距→绑扎框架柱最上部定位箍筋→放主梁上层纵筋→套主梁箍筋→主梁上层纵筋与钢牛腿（加劲肋）焊接→穿主梁下层纵筋→主梁下层纵筋连接→主梁下层纵筋与钢牛腿（加劲肋）焊接→画框架梁箍筋间距→绑扎主梁下层纵筋→放次梁上层纵筋、连接接头并套箍筋→穿次梁下层纵筋、连接接头→绑扎次梁钢筋→设置钢筋保护层垫块→验收交接。
以下为空。
项目（专业）技术负责人 交底人
鲁JJ-005
工程名称 青岛环海凯莱商务
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交底部位 地下室 工序名称 混凝土梁与型钢柱连接施工
钢管混凝土组合柱——钢筋混凝土梁节点的力学性能研究
钢管混凝土组合柱——钢筋混凝土梁节点的力学性能研究
摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。钢管混凝土组合柱是我国自主研发的一种新型建筑结构构件。它较钢筋混凝土柱和钢骨混凝土柱具有更优良的抗压性能和抗震性能。目前组合柱节点研究较少，常用节点有环梁法、钢牛腿法以及钢板翅片转换型等连接方法，但是该节点的使用都存有局限性，基于此文章根据现有的某项工程为背景提出一种新型的穿筋节点连接方式。文章利用ABAQUS研究该类节点的力学性能。主要成果如下：综合考虑了材料的本构、混凝土损伤、钢管和混凝土的接触、纵筋和混凝土的接触关系等，建立有限元模型，并利用其他文献试验数据验证文章的研究思路，通过模拟计算得出的数据与试验数据相比较发现两者的数据较吻合，保证了文章研究思路的准确性。文章根据得出的最优开孔方式和加强方式进行往复荷载作用下的抗震性能分析，通过得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及累积耗能-相对位移曲线等分析表明穿筋节点有较好的抗震性能，另外使用同样的配筋建立相应的环梁节点，将两种节点的抗震性能比较得出穿筋节点的抗震性能较好。最后深入分析了穿筋节点在往复荷载作用下的受力状态，得出该节点有较好的强度，能满足强节点弱构件的原则。
关键词：钢管混凝土组合柱；钢筋混凝土梁节点；力学性能研究
引言
钢管混凝土组合柱（以下简称为组合柱）是由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土组合而成的柱。组合柱根据浇筑的时间可分为同期和不同期，管内外混凝土同期浇筑的称为组合柱，反之为叠合柱。钢管混凝土组合柱是我国自主研发的一种新型建筑结构构件。组合柱由于具有承载力高、抗震性能好和施工较方便的特点，适用于我国非抗震和抗震设防区的建筑结构。组合柱是在施工初期，先固定钢管以其为模板，在管外绑扎好钢筋后同时浇筑内外混凝土，即形成组合柱。它同时兼有混凝土和钢结构的优越性能，又能充分利用混凝土抗压性能好和钢管强度高、韧性好、塑性好等优点，通过外围混凝土和钢管对钢管内的混凝土的约束作用，提高了混凝土抗压能力，增强了柱子的承载能力、抗震能力，同时与钢筋混凝土柱相比较，减小了柱子的截面面积，增大建筑的使用面积。钢管混凝土组合柱中的钢管施工便利，它可以在工厂加工结束后再运送到现场就可以直接吊装对接，施工现场只用对钢管采用对接焊和连接节点的焊接，钢管内的混凝土选用自密实混凝土，高层中混凝土采用泵送或水下混凝土浇筑等其他形式浇注。
方钢管混凝土柱-H钢梁节点连接施工工法
方钢管混凝土柱-H钢梁节点连接施工工法
第一节 引言
方钢管混凝土柱与H钢梁的节点连接是钢结构施工中的关键环节，其连接质量直接影响到结构的安全性和可靠性。本文详细阐述了方钢管混凝土柱与H钢梁节点连接的施工工法，包括施工准备、节点连接设计、施工步骤、施工质量控制等方面。
第二节 施工准备
1. 材料准备：根据设计要求，选择合适的方钢管、混凝土、H钢梁等材料，并确保材料符合相关规范要求。
2. 施工工具准备：准备所需的施工工具，如电钻、扳手、螺丝刀等。
3. 施工人员培训：对施工人员进行技术培训，使其了解节点连接施工的工艺和质量要求。
第三节 节点连接设计
1. 结构设计：根据工程需求，设计合适的节点连接结构，确保连接的强度和稳定性。
2. 连接方式选择：根据方钢管混凝土柱和H钢梁的材质、尺寸等参数，选择合适的连接方式，如焊接、螺栓连接等。
第四节 施工步骤
1. 测量放线：对方钢管混凝土柱和H钢梁进行测量放线，确定连接位置和角度。
2. 预处理：对连接部位进行清理、打磨等预处理，确保连接表
面的平整度和清洁度。
3. 连接安装：按照设计要求，进行节点连接的安装，包括焊接、螺栓连接等。
4. 连接检查：在连接过程中，随时检查连接质量，确保连接牢固、无松动现象。
5. 焊接施工：如果采用焊接方式进行连接，应根据焊接工艺要求，进行焊接施工，确保焊接质量。
6. 涂装施工：在节点连接施工完成后，进行涂装施工，防止连接部位生锈。
第五节 施工质量控制
1. 材料验收：对进入施工现场的材料进行验收，确保材料符合质量要求。
2. 施工过程监控：对施工过程进行全程监控，确保施工人员按照施工工艺进行操作。
3. 质量验收：在施工完成后，进行质量验收，确保节点连接的施工质量符合规范要求。
第六节 安全措施
1. 安全培训：对施工人员进行安全培训，使其了解施工过程中的安全注意事项。
2. 安全防护：施工现场设置安全防护设施，如安全警示标志、防护栏杆等。