浅谈钢骨钢筋混凝土组合结构的梁柱节点设计

浅谈钢骨钢筋混凝土组合结构的梁柱节点设计

发表时间：2018-11-27T14:00:24.273Z 来源：《建筑细部》2018年第10期作者：赵晓晶

[导读] 钢骨钢筋混凝土组合结构可直接影响到建筑工程总体质量，而梁柱节点作为钢骨钢筋混凝土组合结构中的设计重点，也应在当前背景下不断优化梁柱节点设计方案，提升梁柱稳定性。

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摘要：钢骨钢筋混凝土组合结构可直接影响到建筑工程总体质量，而梁柱节点作为钢骨钢筋混凝土组合结构中的设计重点，也应在当前背景下不断优化梁柱节点设计方案，提升梁柱稳定性。本文就基于此，对钢骨钢筋混凝土组合结构中梁柱节点设计重点进行相关研讨，旨在切实提高建筑工程施工效率，促进建筑行业可持续发展进程，以期为相关工作人员提供帮助。

关键词：钢骨钢筋混凝土组合结构；梁柱节点；设计

前言：在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计过程中应用钢骨柱与钢骨梁翼板交叉焊接、牛腿板与直螺纹套筒相结合的方式可切实降低建筑钢骨钢筋混凝土组合结构施工难度，提高工程整体稳定性。

1、钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点受力分析

从结构力学角度分析，钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱受力特征主要有：在梁柱受到竖向荷载力的作用时，中柱节点核心区受剪力减弱，边柱节点核心区受剪力较小；在梁柱受到水平荷载力作用时，节点水平剪力大，约为柱结构的五倍左右；在梁柱受到水平剪力及轴向压力共同作用下，节点核心区将会产生极大的斜拉力，使得混凝土结构出现裂缝，产生剪切破坏[1]。不仅如此，在钢骨钢筋混凝土组合结构中，梁柱节点纵向钢筋粘结力较大，当粘结力过强时，往往会出现钢筋位移的情况，对钢骨钢筋混凝土组合结构整体稳定性造成了极为不利的影响。

2、钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计要求

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点实际设计过程中，相关设计人员也应确保梁柱节点承载力不低于连接构件的承载力[2]。结合工程所处地区地质条件，对梁柱节点设计方案进行动态规划，提升钢骨钢筋混凝土组合结构的稳定性。举例而言，在地震多发地区的梁柱节点设计过程中，应保证梁柱节点在弹性范围内工作，节点承载力满足竖向荷载的传递性，并以此形成强节点、强锚固的梁柱节点形式，更好的提升钢骨钢筋混凝土组合结构施工效率。

3、钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点抗剪强度影响因素

在发生地震时，钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点会经受住极大的水平剪切力，造成节点被破坏，而破坏的具体表现为：第一，节点核心区混凝土出现斜向交叉裂缝；第二，混凝土保护层掉落；第三，纵向钢筋混凝土节点核心区失效。而钢骨钢筋混凝土组合结构抗剪强度影响因素主要体现在以下几个方面：

3.1混凝土强度

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计过程中，其抗剪强度会受到混凝土强度的影响，使得钢骨钢筋混凝土组合结构中平均剪应力过高，梁柱节点处过早出现裂缝。同时，在水平剪力的作用下，过小的混凝土强度也使得纵筋与节点处混凝土粘结力退化，使得梁柱节点的稳定性不高。

3.2钢骨钢筋混凝土组合结构柱轴压力

钢骨钢筋混凝土组合结构柱轴压力会在竖向荷载力的作用下影响到梁柱整体抗剪力[3]。同时，随着钢骨钢筋混凝土组合结构剪压作用的不断增大，节点柱轴压力迅速降低，特别是在柱轴高压的情况下，节点截面上混凝土压应力将大于钢骨钢筋混凝土组合结构轴心抗压强度。为有效解决混凝土结构挤压问题，相关工作人员在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱设计过程中也应从提高箍筋核心区混凝土约束作用的影响入手，切实提高梁柱节点抗剪强度。

3.3钢骨钢筋混凝土组合结构体积配箍

钢骨钢筋混凝土组合结构体积配箍率也会对钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点整体抗剪强度造成直接影响。具体而言，钢骨钢筋混凝土组合结构框架节点受到严重破坏的原因均与梁柱箍筋少、配箍率低有关，无法对钢骨钢筋混凝土组合结构核心区起到应有的约束作用。

3.4钢骨钢筋混凝土组合结构锚固及延伸

由于钢骨钢筋混凝土组合结构相较于其他结构而言，应力状态较为复杂，内力方向会发生明显改变。同时，钢骨钢筋混凝土组合常见梁柱结构实际情况下应需承载力为百分之三十左右，故在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计使应配置足够的钢筋承受力。同时，梁柱节点纵向受力钢筋延向节点区时，需避开竖向钢筋，明确钢骨钢筋混凝土组合结构构件宽度。

4、钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计内容

4.1梁柱腹板打孔

以某建筑工程为例，其钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点采用在钢柱钢梁翼缘板上焊接牛腿板与直螺纹套筒的方式，提高钢骨钢筋混凝土组合结构稳定性，确保工程在规定工期内更好的开展。而在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计时，应从腹板打孔入手，将梁柱钢筋遇到钢骨柱时在腹板处打孔，使梁柱钢筋在钢骨柱位置上贯通连续[4]。采用H型钢骨结构，避免钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱翼缘处受力不均匀问题。同时，由于钢骨钢筋混凝土组合结构钢骨连续贯通，可将其余纵筋在钢骨柱腹模板处打孔，确保钢骨受力的平衡性。

4.2 牛腿板与直螺纹套筒的焊接

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计过程中，牛腿板与直螺纹套筒的焊接主要就是指钢骨柱或钢骨翼缘板上进行交错焊接，确保梁柱各构件中受力的均衡性。同时，在设计牛腿板与直螺纹套筒焊接方案时，也需依据的钢骨量在不同受力情况下的作用，选择适当的连接方式。其中，钢骨钢筋混凝土组合结构纵向受力的情况下，钢筋与牛腿板应采用双面焊接的方式，避免牛腿过长而出现混凝土不易浇筑的问题。

4.3计算强柱弱梁节点

为提高钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点的强度，相关工作人员在梁柱设计期间应计算出强柱弱梁节点参数数据。同时，由于钢骨钢

筋混凝土组合结构中，柱结构延性远小于梁结构，因此为降低梁柱塑性问题发生几率，就应满足强柱弱梁要求，保证塑性效应首先出现出梁结构上。

4.4设计梁柱框架节点截面

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点截面设计的过程中，应首先明确梁柱破坏特征，在不同环境下调整钢骨钢筋混凝土组合结构弹性[5]。认清钢骨钢筋混凝土组合结构梁对节点的实际约束力，对节点截面尺寸、核心混凝土强度参数数据进行严谨的计算，确保梁柱节点能够对钢骨钢筋混凝土组合结构起到良好的约束作用，从根本上提升钢骨钢筋混凝土组合结构稳定性。

4.5验算梁柱抗剪力

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计后期，相关设计人员也需明确梁柱节点的水平剪力，即混凝土斜压杆及剪切钢筋共同承担。注重不同抗震等级下，钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点的调整，对梁柱节点进行抗剪试验。对梁柱节点抗剪试验结果进行深入分析，严格验算出梁柱节点的抗剪力数据，更好应对梁柱节点轴压比的不断增加，防止钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱剪切力受到外界挤压作用力而出现抗剪破坏的问题，切实提高工程全生命使用周期。

总结：总而言之，随着社会逐渐趋向于现代化发展，在建筑结构施工中应用钢骨钢筋混凝土组合结构已然成为相关工作人员重要研究课题之一。而梁柱节点作为钢骨钢筋混凝土组合结构设计核心，也应依据工程实际情况，采用适当的构件连接方式，以更好的提升钢骨钢筋混凝土组合结构稳定性，促进建筑工程稳定有序的发展进程。

参考文献：

[1]徐珍珍.型钢混凝土框架梁柱节点受力性能研究[D].西安科技大学，2012.

[2]王梦娇.贯通式钢梁—钢筋混凝土柱组合节点抗剪性能的研究[D].石家庄铁道大学，2016.

[3]王小涛.型钢高强混凝土梁柱边节点的抗剪承载力的可靠度分析[D].武汉科技大学，2013.

[4]陈敏敏，吴学军，熊壮，于圣付，姚俊斌.型钢混凝土组合结构钢骨开孔与穿筋深化设计[J].施工技术，2013，42（08）：12-16.

[5]邓志恒，唐光暹，宁应金，林倩.桁架式钢骨混凝土梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2012，33（08）：75-83.