钢框架施工-钢结构框架钢框架连接型钢混凝土结构相关

钢结构施工课件钢框架的节点构件的连接节点是保证多、高层钢结构安全可靠的关键部位，对结构的受力性能有着重要的影响。节点设置的是否合理，不仅会影响结构承载力的可靠性和安全性，而且会影响构件的加制作与工地安装的质量，并直接影响结构的造价。节点主要包括：梁与柱、梁与梁、柱与柱、支撑与梁柱、以及柱脚的连接节点。钢框架结构节点形式

（a）（b）（c）节点连接方式（a）全焊连接；（b）栓焊混合连接；（c）全栓连接全焊连接：传力充分，不会滑移。良好的焊接构造与焊接质量，可以为结构提供足够的延性。缺点是焊接部位常留有一定的残余应力。栓焊混合连接：先用螺栓安装定位，然后翼缘施焊，操作方便，应用比较普遍。试验表明，此类连接的滞回曲线与全焊连接情况相近，但翼缘焊接将使螺栓预拉力平均降低10%左右。因此，连接腹板的高强度螺栓实际预拉应力要留一定富裕。全栓连接：全部高强度螺栓连接，施工便捷，符合工业化生产模式。但接头尺寸较大，钢板用量稍多，费用较高。强震时，接头可能产生滑移。

应用：在我国的多、高层钢结构工程实践中，柱的工地接头多采用全焊连接；梁的工地接头以及支撑斜杆的工地接头和节点，多采用全栓连接；梁与柱的连接多采用栓焊混合连接。梁-柱H型钢梁柱刚接节点H型钢梁柱刚接节点有短梁刚接（螺栓连接梁）、短梁刚接（焊接连接梁）、短梁刚接（栓焊混接梁）、T或Y刚接连接等常见节点形式。短梁刚接（螺栓连接梁）短梁刚接（焊接连接梁）短梁刚接（栓焊混接梁）短梁刚接（栓焊混接梁）H型钢梁-箱型截面柱刚接节点H型钢梁-箱型截面柱刚接节点有短梁刚接（螺栓连接梁）、短梁刚接（焊接连接梁）、短梁刚接（栓焊混接梁）、栓焊刚接、箱形柱与较多H型钢梁刚接、箱形柱+H钢梁+拉杆连接等形式。

短梁刚接（螺栓连接梁）短梁刚接（焊接连接梁）短梁刚接（栓焊混接梁）栓焊刚接箱形柱与较多H型钢梁刚接箱形柱+H钢梁+拉杆连接箱型截面梁柱刚接节点箱型截面梁柱栓焊刚接节点形式。H型钢梁-钢管截面柱刚接节点有短梁刚接（外连水平加劲板）、外连水平加劲板（圆边）、柱与多根梁会交刚接（圆边）等形式。短梁刚接（外连水平加劲板）外连水平加劲板（圆边）柱与多根梁会交刚接（圆边）

根据梁、柱的相对位置，可分为：柱贯通型和梁贯通型两种类型。

一般情况下，为简化构造和方便施工，框架的梁-柱节点宜采用柱贯通型（图a）；当主梁采用箱形截面时，梁-柱节点宜采用梁贯通型（图b）。（a）柱贯通型；（b）梁贯通型梁与柱的刚性连接方式（梁垂直于柱翼缘）（a）全焊连接（工厂）；（b）全焊连接（工地）；（c）借助T形铸钢件的全栓连接；（d）栓焊混合连接刚性连接的构造要求框架梁与柱的刚性连接宜采用柱贯通型，可视受力和安装形式，采用右图所示的连接方式。梁垂直于柱腹板的刚性连接（a）梁-柱直接栓焊混合连接；（b）梁与悬臂梁段的全栓连接；（c）梁与悬臂梁段的全焊连接连接细部构造对接焊缝的引弧板和焊接衬板框架梁与柱刚接细部构造

柱两侧梁高不等时的水平加劲肋（a）不等高梁的水平加劲肋设置；（b）矮梁加腋；（c）斜加劲肋其基本措施有两类：一是削弱型，二是梁端加强型。一、通过在距梁端一定距离处，对梁上、下翼缘进行切削切口或钻孔或开缝等措施，以形成薄弱截面，达到强震时梁的塑性铰外移的目的；梁端塑性铰外移的骨形连接改进梁-柱刚性连接抗震性能的构造措施其基本措施有两类：一是削弱型，二是梁端加强型。二、是通过在梁端加焊楔形盖板或者加焊竖向肋板或者加焊梁腋或者加焊侧板或者局部加宽或加厚梁端翼缘等措施，以加强节点，达到强震时梁的塑性铰外移的目的。梁端盖板式节点半刚性连接的构造要求梁-柱节点的半刚性连接常采用如下两种构造形式。端板连接式节点（a）梁垂直于柱翼缘；（b）梁垂直于柱腹板梁端上下翼缘角钢连接式节点（a）节点构造；（b）节点变形柔性连接的构造要求

由连接角钢或连接板通过高强度螺栓仅与梁腹板的连接（摩擦型或承压型），可视为柔性连接。柔性连接节点形式约束混凝土装配式框架结构以工厂预制混凝土柱、新型预制预应力楼板、钢梁为主要构件构造要求梁与梁的连接主梁的拼接点应位于框架节点塑性区段以外，尽量靠近梁的反弯点处。【工程中，常用全栓连接和焊栓混合连接两种形式】

钢梁的工地接头（a）双板全栓连接；（b）单板全栓连接；（c）焊栓混合连接；（d）全焊连接次梁与主梁的连接次梁与主梁的连接一般采用简支连接。次梁与主梁的简支连接（a）附加连接板；（b）次梁腹板伸出；（c）加宽加劲肋；（d）附加短角钢H型钢主次梁铰接节点主梁与次梁的连接箱型截面主梁-H型钢次梁铰接节点形式。次梁与主梁的全栓刚性连接（a）次梁下翼缘通过钢板与主梁连接；（b）次梁下翼缘通过角钢与主梁连接；（c）主、次梁等高连接当次梁跨度较大、跨数较多或荷载较大时，为了减小次梁的挠度，次梁与主梁可采用刚性连接。次梁与主梁的拴焊混合刚性连接（a）等高主、次梁翼缘直接焊接；（b）等高主、次梁加盖板焊接；（c）不等高主、次梁加盖板焊接主梁的水平隅撑按抗震设防时，为防止框架横梁的侧向屈曲，在节点塑性区段应设置侧向支撑构件或水平隅撑。框架梁的水平隅撑（a）边柱梁的上翼缘隅撑；（b）边柱梁的下翼缘隅撑；（c）中柱梁的上翼缘隅撑；（d）中柱梁的下翼缘隅撑H型钢柱柱和箱型截面柱的柱-柱连接节点有螺栓连接和焊接两种形式，钢管柱一般采用焊接连接。柱柱连接节点柱与柱的连接接头的构造要求钢柱工地接头的预设安装耳板（a）H形柱；（b）箱形柱H形柱的工地接头（a）栓焊连接；（b）轧制H形柱的全焊连接；（c）焊接H形柱的全焊连接；（d）全栓连接十字形钢柱的工地接头H形柱的变截面接头（a）边柱；（b）中柱箱形柱的变截面接头（a）边柱；（b）中柱柱变截面接头的全栓连接（a）H形柱；（b）箱形柱箱形柱与十字形柱的连接

钢柱柱脚埋入式柱脚的埋入深度与构造

多层及高层钢结构的柱脚，依连接方式的不同，可分为埋入式、外包式和外露式三种形式。超过12层的高层钢结构宜采用埋入式柱脚，6、7度时也可采用外包式柱脚。对仅需传递竖向荷载的铰接柱脚（例如伸至多层地下室底部的钢柱柱脚），可采用外露式柱脚。外包式柱脚外露式柱脚（a）箱形柱的刚接柱脚；（b）H形柱的铰接柱脚（一）；（c）H形柱的铰接柱脚（二）H型钢刚接柱脚节点焊接箱型截面柱脚刚接节点钢管截面柱刚接柱脚节点形式。箱型截面柱柱脚节点铰接箱型截面柱铰接柱脚节点形式。管柱一般采用焊接连接型钢混凝土（SteelReinforcedConcrete，简称SRC）结构是以型钢为骨架并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入式组合结构体系。由于型钢混凝土的内部型钢与外包混凝土形成整体，共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加，因此型钢混凝土结构在我国已得到日益广泛的应用。早年美国及日本为了解决钢结构建筑的耐火、耐久性及增加钢结构房屋的抗水平力作用的刚度和避免受压屈曲，

简单地在钢结构外部包围以砖石砌体，

在静载作用时取得一定的效果。SRC结构兼有钢结构和钢筋混凝土结构的各自优点，

而又克服了他们在单独使用时的一些缺点。型钢混凝土劲性混凝土SRC（又称劲性混凝土或劲钢混凝土）1、面积小；2、耐腐耐火；目前SRC结构构件在各种结构体系中的应用一般有以下方式：（1）SRC纯框架或支撑框架结构；（2）SRC框架（框筒）+SRC剪力墙（核心筒）或钢筋混凝土剪力墙（核心筒）结构;（3）地下室或底部若干层采用SRC，

上部采用钢结构;（4）地下室或底部若干层采用SRC，

上部采用钢筋混凝土结构；（5）框架柱采用SRC，

梁采用钢或钢筋混凝土;（6）在一般剪力墙和筒体———剪力墙中采用SRC剪力墙。型钢混凝土结构可根据内部配钢形式的不同分为实腹式和空腹式两大类。实腹式型钢通常采用由钢板焊接拼制成或直接轧制而成的工字型、H型、口字型、十字型截面等；空腹式型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢构成空间桁架式骨架。目前对于实腹式型钢混凝土梁抗弯承载力的计算方法，国内外主要采用以下3种计算方法，即：（1）折算刚度法：考虑外包混凝土的折算刚度，按钢结构设计方法计算。这种方法适用于用钢量较大的情况。（2）极限平衡理论法：考虑型钢应力分布的影响后，按钢筋混凝土梁的设计方法计算【《组合结构设计规范》JGJ138-2016】（3）叠加法：将型钢部分和混凝土部分的承载力分别计算后叠加【《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082—2006】两部型钢混凝土规范关于SRC梁计算区别《组合结构设计规范》：采用钢筋混凝土计算理论，

考虑到构件受力后期粘结失效的客观存在；钢骨与混凝土变形协调，通过构件内平衡方程求解构件承载力。在承载力计算中，公式较为复杂，适合于已知各配筋条件的承载力验算，而已知内力求配筋则计算复杂。刚度计算采用钢筋混凝土与型钢钢骨两部分刚度叠加的方法，与《钢骨规程》相近，计算公式稍有差异。《钢骨混凝土结构设计规程》:采用强度叠加理论，

将SRC分为钢结构部分和混凝土部分并分别计算，

计算结果为实际承载能力下限值，

偏于保守，

而且对不对称截面计算精度不高。但计算方便简单，

适合于截面估算和截面试设计。两部规范都主要针对比较规则、常见的实腹式截面形式。由于空腹式截面抗震性能较差，在实际设计中较少采用，两部规范也没有给出空腹式截面的计算方法。SRC常见节点施工由于SRC组合结构在施工时，钢梁和楼面梁首先与柱内的型钢进行连接，然后绑扎钢筋，再支设模板并浇筑混凝土，施工工序比较复杂，另外框架梁柱的节点构造复杂，箍筋贯穿型钢或焊接均很困难，在节点设计施工时需尤其注意。1柱脚节点施工型钢混凝土柱可以根据不同受力特点采用型钢埋入基础底板的埋入式柱脚或非埋入式柱脚。根据《组合结构设计规范》规定：考虑地震作用组合的偏心受压柱宜采用埋入式柱脚；不考虑地震作用组合的偏心受压柱可采用埋入式柱脚，也可采用非埋入式柱脚；偏心受拉柱应采用埋入式柱脚。2梁柱节点施工在型钢混凝土组合结构中；梁柱节点区域型钢和钢筋交错纵横，柱子箍筋遇钢柱牛腿时常采用牛腿上穿孔。为了保证型钢强度，穿孔应尽量小；而孔太小又不便于施工，甚至由于制作或施工误差，箍筋很难从预留孔中穿过。另外当柱内箍筋数量较多时，一侧牛腿上可能预留三列以上的孔，如此对牛腿截面的削弱很大。并导致节点区域混凝土浇灌困难，难以振捣，不能保证节点区及下部混凝土的密实。梁柱区域钢筋遇柱牛腿穿孔示意为了有效解决该问题，常将用于结构加固以防止裂缝扩大和提高结构刚度及承载力的钢板箍取代梁柱节点区域的箍筋，在与钢柱相连的型钢梁高度内均使用钢板箍。钢板箍设置示意节点区域采用钢板箍来代替箍筋时，需要保证节点区域混凝土抗剪强度在代换后不小于代换前使用箍筋时混凝土抗剪强度。对于此类构件，混凝土柱部分可等效为偏心受压柱，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：根据代换原则，采用钢板箍代换后的混凝土抗剪强度不小于代换前，即：梁柱节点区域箍筋、钢板箍与柱牛腿连接对比示意梁柱节点区梁纵筋与型钢柱连接节点当有条件满足锚固长度要求时，优先直接锚固；角筋直接锚入柱内当锚固长度不满足要求时，如有条件绕过钢柱，应优先按1:6的角度弯折绕过；梁纵筋绕开柱钢骨无条件绕过时，如果在型钢柱翼缘或腹板上设置钢筋穿孔，一方面难以保证型钢柱不受削弱，尤其在超髙层建筑中梁主筋较粗，穿型钢时，截面缺损率可能将超过规范所允许面积的要求；另—方面对施工质量、施工精度要求较高；所以在设计施工时可考虑如下两种处理方式：在翼缘板上焊接套筒或连接板。当采用套筒连接时，详图设计较为简单，放样出钢筋位置，在加工制作钢柱时套筒便可以焊到翼缘板上。【另外在现场安装钢筋时，中部还需增加一个套筒，否则一根钢筋无法在两根钢柱之间拧到套筒里面】梁纵筋与柱钢骨套筒连接总结下来梁柱节点区梁纵筋做法：型钢混凝土梁内钢筋与梁钢骨连接处理超高层中劲性梁一般截面较大，为提高钢筋骨架的整体性，在梁内均设置有纵向构造钢筋和拉筋。拉筋遇钢骨梁时，一般采用在钢骨梁上穿孔或焊接套筒的方式。型钢梁内钢筋遇钢骨处理措施但在钢骨梁上设置钢筋贯穿孔口时，对钢骨梁造成截面缺损；在钢骨梁上焊接套筒时，若钢筋直径太小，钢筋的车丝质量及与套筒的连接质量难以保证。因此，施工中拉筋遇钢骨梁腹板时，拉筋在腹板位置折弯并焊接于钢骨梁上，焊接长度满足单面焊。同样，该处理方法也可用于墙内有钢板墙时钢筋的处理。超高层中钢管混凝土柱（CFT）与型钢混凝土柱（SRC）选择问题在超高层建筑的结构设计中，选择合理高效的抗侧力体系不但可以节约材料用量、缩短工期，还可以增加楼层的有效使用面积。型钢混凝土柱（SＲC柱）和钢管混凝土柱（CFT柱）是超高层建筑中两种常用的框架柱截面类型，两者的力学性能、施工性能和经济性能等各有优劣。一般而言两者综合性能比较如下：SRC工程常见问题4.1高层型钢混凝土地下过渡层问题对于型钢混凝土结构，地下室结构往往采用普通钢筋混凝土，而上部结构采用型钢混凝土结构，这时型钢混凝土柱应设置过渡层过渡为钢筋混凝土柱。地上部分地下部分为两种结构体系，为尽量避免这两种结构刚度和承载力的突变，形成薄弱层，在这两种结构体系中设置过渡层。1）从设计计算上确定地下室某层型钢混凝土柱可由钢筋混凝土框架柱代替时，上层型钢混凝土柱可向下延伸1层或2层作为过渡层。2）过渡层框架柱应按钢筋混凝土柱设计计算。1）当地下室顶层可作为上部结构的嵌固部位。《高规》3.9.5条规定:地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级。依据此规定，地下二层抗震等级可降一级，轴压比限值可加大，此时用钢筋混凝土柱代替型钢混凝土柱时截面加大不多，钢筋混凝土柱容易满足规范轴压比限值的要求，可将地下二层作为过渡层。地下三层及以下各层可采用钢筋混凝土柱。当地下室仅有一层时型钢筋柱在基础部位采用埋入式柱脚或非埋入式柱脚时应进行计算，当地下室为二层时型钢混凝土柱在基础部位，当地下二层采用混凝土柱计算满足规范要求，型钢混凝土柱在基础部位设计安装锚栓即可，当地下室为三层或以上层，过渡层设于地下二层，型钢混凝土柱在地下二层底设计安装锚栓，地下三层及以下采用钢筋混凝土柱。2）当地下室顶层达不到上部结构的嵌固部位的要求。当地下1层不能满足上部结构嵌固要求，而地下2层能达到嵌固部位的要求时，地下2层，地下1层抗震等级同上部结构，地下3层抗震等级可降一级，此时可将地下3层作为过渡层。4.2SRC-S竖向混合结构过渡层的问题SRC-S竖向混合结构过渡层的关键问题是过渡层的构造设计和过渡层结构与上、下结构之间刚度差的控制问题.在SRC-S竖向混合结构过渡层设计中，

目前较常用的有3种方式：1）过渡层按钢柱设计，

并于过渡层上一层钢