钢骨柱与混凝土梁连接节点分析论文

第一篇：钢骨柱与混凝土梁连接节点分析论文

钢骨柱与混凝土梁、柱连接节点分析

张迎松，贾彦学，汪小伟，刘斌

（中国建筑第八工程局有限公司，上海，200125）

摘要：以山东黄金时代广场西地块A座（主楼）项目为背景，对比分析钢骨柱与混凝土梁、柱连接节点并介绍其施工工艺。关键词：钢骨柱；节点；深化；控制；施工工艺

Analysis of joint between steel column and concrete beam and column Zhang Yingsong,Jia Yanxue,Wang Xiaowei,Liu Bin(China Construction Eighth Engineering Bureau Ltd，Shanghai，200125，China)Abstract: Taking the A block(main building)of the west block of the golden age square in Shandong as the background, the connections between the steel column and the concrete beam and column are compared and the construction technology is introduced.Keywords: Steel column;node;deepening;control;construction process.地下室平面布置如图2所示。1 工程概况

本工程地下4层，地上45层（不含机电层），建筑高度218m，总建筑面积14.6万㎡。本工程结构体系为型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构，钢结构主要分布于地下室、塔楼地上及多功能厅屋盖，核心筒结构为劲性钢柱和混凝土剪力墙，外框结构为地上为劲性十字柱和钢梁，地下为劲性十字柱和混凝土梁。

图2 地下室梁柱平面布置 节点简介

2.1 梁柱节点-套筒连接节点

混凝土梁筋与钢骨柱通过套筒连接，节点见图3。套筒一端焊接在钢骨柱翼缘上，另一端与混凝土梁筋拧紧，从而实现钢筋与钢骨柱的连接。图1 项目整体效果图

本工程地下室为劲性十字柱钢骨柱+混凝土梁结构，每层有48根钢骨柱，平均每层有96根混凝土梁与钢骨柱连接，每层约有142个劲性节点，因此如何保证钢骨柱与混凝土梁筋的连接质量和施工效率是本工程的重难点。

图3 套筒连接节点示意

2.2梁柱节点-型钢牛腿连接节点

混凝土梁筋与钢骨柱通过型钢牛腿连接，节点见图4。在钢骨柱与混凝土梁连接处设置型钢牛腿，混凝土梁筋直接搭接于型钢牛腿上，然后将钢筋与型钢牛腿焊接在一起，钢筋双面焊接长度不小于5d。

图4 钢牛腿连接节点示意

2.3 梁柱节点-粱筋穿过或绕过钢骨

劲性结构施工最重要的是保证现场施工质量，从而保证整个工程的质量。同时满足设计要求：粱筋满足50%的贯通率。粱筋除与套筒、型钢牛腿连接之外的钢筋，通过混凝土梁加腋，钢筋穿过或绕过钢骨，见图5。本工程十字柱截面呈长方形，长边方向钢骨腹板开孔，钢筋穿过腹板孔贯通，短边方向钢筋绕过钢骨翼缘边贯通。

图5 梁筋穿过或绕过钢骨示意图

2.4 梁柱节点-粱筋双层节点

本工程混凝土粱面筋、底筋存在双层布置情况，为保证钢筋与钢骨柱连接强度，设置双层不等长型钢牛腿，见图6。为避免两层等长型钢牛腿钢筋无法焊接，下层型钢牛腿长度为上层的2倍，方便现场焊接，同时保证了焊接质量。

图6 双层型钢牛腿连接示意图

2.5 柱纵筋节点

柱纵筋被钢骨牛腿挡住，常规处理方法有：牛腿翼缘开洞（开槽），钢筋穿过；牛腿上下焊接套筒（搭筋板）连接钢筋。由于牛腿翼缘开洞后，对牛腿强度削弱较大，并且导致孔边粱筋无法满足焊接要求，故本项目柱纵筋牛腿上方采用套筒，牛腿下方采用搭筋板形式连接钢筋，见图7；牛腿边缘钢筋开槽通过，见图8。

图7 柱纵筋套筒、搭筋板连接节点示意图

图8 柱纵筋搭筋板开槽节点示意图

2.6 柱纵筋节点-柱纵筋双排

本工程柱纵筋存在双排情况，更增加了施工难度，为了方便施工且保证施工质量，柱双排纵筋采用内外不等长双排搭筋板或双排套筒连接，见图9。采用这种形式，施工时内侧柱纵筋就位后，先将内侧钢筋焊接在搭筋板上，然后再施工外侧钢筋。见图9。当柱纵筋倾斜时，由于套筒端头水平，极难控制套筒角度，故均采用搭筋板形式连接，见图10。

图9 柱双排纵筋双排搭筋板连接示意图图10 柱纵筋切斜搭筋板连接示意图

2.7 柱箍筋节点-外环箍

柱箍筋梁柱节点区域，箍筋遇到钢牛腿腹板时，钢牛腿腹板开孔，箍筋穿孔通过，见图11；在钢牛腿强度满足受力要求时，腹板适当缩短，箍筋从腹板端头穿过，见图12。

图11 柱箍筋穿牛腿腹板示意图

图12 柱箍筋牛腿腹板边穿过示意图

2.8 柱箍筋节点-对拉箍

本工程十字柱呈长方形，原设计图纸中长腹板方向箍筋全部穿腹板通过，同一截面穿孔4个，箍筋间距100mm。如此密集的箍筋孔会大大削弱腹板强度，而且现场施工难度较大，参考型钢混凝土图集12SG904-1，通过增加竖向钢筋勾箍形式，减少一半开孔，见图13。

图13 柱箍筋节点示意图

2.9 墙柱箍筋节点

本工程核心筒角柱为非对称十字柱，钢板均为50mm厚，原设计图纸中腹板方向开孔穿箍筋，腹板较厚开孔对钢柱强度削弱较大，钢柱加工速度慢同时现场施工难度大，故将箍筋形式改为八角箍，见图14。

图14 墙柱箍筋节点示意图 3 节点对比分析

3.1 套筒连接节点

套筒连接是常规的连接方式，它具有以下优点：

1）套筒施工与钢筋绑扎穿插少，现场管理协调难度小；

2）成本相对较小。缺点有以下几点：

1）对套筒焊接质量以及钢筋绑扎精度均要求较高，一旦有偏差就可能导致钢筋拧不进套筒；

2）施工效率慢，套筒位置需根据钢筋的绑扎对视调整位置，增加了施工难度，降低了施工效率；

3）对于钢骨柱与混凝土梁斜交的类型，套筒需根据钢梁斜度确定套筒角度，现场梁筋施工难度大；

4）梁筋较密时，受套筒焊接空间局限性，套筒可能排布不开。3.2 型钢牛腿连接节点

优点有以下几点：

1）对钢筋绑扎精度要求相对较低，只需将钢筋搭接焊在型钢牛腿上即可；

2）施工效率快，省去了钢筋与套筒对准的环节，施工方便，有助于缩短工期；

3）由于钢筋是搭接焊在钢牛腿上，遇到钢骨柱与混凝土斜交等复杂节点时对钢筋的定位要求低。

缺点有以下几点：

1）现场焊接量大，对焊接质量要求高； 2）钢筋焊接与绑扎工序穿插太多，现场管理协调难度大。

3.3 钢板开孔连接节点

优点有以下几点：

1）保证良好的钢筋贯通率；

2）钢筋、箍筋定位准确，严格按照图纸放样施工。

缺点有以下几点：

1）钢结构加工速度慢，影响工期；

2）钢筋折弯、箍筋定位精确度高，施工难度大，施工困难。

3.4 钢筋绕钢骨连接节点

优点有以下几点：

1）保证的钢筋贯通率；

2）钢筋、箍筋定位精度低，施工速度快。缺点有以下几点：钢筋施工精度低，施工质量一般； 施工工艺

4.1 套筒连接施工工艺

1）深化设计根据结构图纸钢筋的分布，在构件深化图上对套筒进行排布和定位；

2）加工制作 在加工厂提前将套筒焊接在钢构件上并做好套筒的保护，防止钢筋插入前有杂物

影响钢筋拧入；

3）现场施工将结构图纸中钢筋拧入钢骨柱对应规格的套筒中。混凝土梁钢筋绑扎须严格按照设计间距及位置进行绑扎，如若钢筋与套筒位置偏差较大，会导致钢筋无法拧入套筒。4.2 钢牛腿连接施工工艺

1）深化设计时，根据混凝土梁钢筋的型号和位置来确定钢牛腿的位置及尺寸，型钢牛腿上下翼缘板主要用来搭接梁筋，因此翼缘板的设置需考虑钢筋的保护层厚度及钢筋搭接焊的长度（双面焊不小于5d，单面焊不小于10d，d为梁搭接钢筋的最大型号）；

2）施工前复核型钢牛腿位置是否与混凝土梁位置相匹配；

3）混凝土梁底钢筋绑扎完成后需暂缓面筋的绑扎，给钢筋焊接预留一定时间，应按照底筋绑扎-底筋焊接-面筋绑扎-面筋焊接的顺序进行施工；

4）钢筋焊接完成后，检查焊缝长度以及焊脚尺寸是否满足规范和设计的要求。4.3 钢板开孔连接施工工艺

1）钢结构深化设计时，根据梁柱配筋的型号和位置，在钢柱腹板上确定粱筋孔、箍筋孔位置及标高，孔径一般大于钢筋直径5mm；

2）钢筋绑扎施工时，根据钢结构腹板孔位置穿过对应钢筋即可；

3）钢筋绑扎完成时，检查钢筋数量及是否穿孔。

4.4 钢筋绕钢骨连接施工工艺

1）钢结构深化设计时，对梁钢筋、箍筋进行初步放样，出典型节点；

2）钢筋施工时，按照图纸对钢筋进行弯折，然后进行绑扎；

3）钢筋绑扎完成时，对梁宽度、箍筋大小进行检查。结语

随着建筑行业的不断发展，钢结构与混凝土组合结构越来越普遍，而钢结构与混凝土结构的连接节点也一直是施工的重难点，同时采用的节点类型也影响着整个工程的质量，良好的节点形式，可以保证施工质量并加快工期进度。本项目总结了几种钢结构与混凝土连接节点施工技术，为钢结构与混凝土连接节点的施工质量提供保证，同时也提高了施工效率，为以后类似工程施工提供经验与借鉴。

参考文献：

[1] 钢结构工程质量验收规范GB50205-2001,北京，中国计划出版社，2002。

[2]高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-2015,北京,中国建筑工业出版社,2015。

[3]高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-2015）.北京：中国建筑工业出版社，2015 [4]钢结构工程施工规范50755-2012，北京，中国建筑工业出版社，2012 [5]型钢混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图 12SG904-1，北京，中国计划出版社，2016。

作者简介：汪小伟，男，1985～，安徽安庆人，中国建筑第八工程局有限公司，邮箱：450805343@qq.com。

第二篇：混凝土梁板柱拆除方案

混凝土梁、板、柱模板拆除施工方案

一、模板拆除的施工措施

1、非承重侧模（墙模、柱模及梁侧模）应以能保证混凝土表面及棱角不受损坏（大于1.2MPa）方可拆除，大约24h～36h左右，通过同条件试块确定。

2、承重模板（梁、板及楼梯底模）拆模条件应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)执行。混凝土浇筑完一段时间内，将同条件下养护的混凝土试块送试验室试压，根据试验室出具的强度报告，决定模板的时间和措施，由技术负责人发放拆模通知书后，方可拆模。

3、拆除模板的顺序与安装模板顺序相反，先支的模板后拆，后支的先拆。

（1）柱模板拆除

柱模板在混凝土强度达到1.2Mpa以后，能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除。柱模拆除时，首先拆除拉杆或斜撑，然后自上而下拆除柱箍，再拆除部分竖楞，最后小心地用长撬棍将模板从上口向外侧轻击或轻撬，使模板松动和柱砼分开，拆除时人站在操作架上，不得站立在模板上。严禁生敲硬撬，以免损伤砼棱角，并防止模板损伤变形。拆除的柱侧模依次斜靠在外围操作架上，待整个柱子模板拆除完后，及时运走模板。

（2）梁底模及楼板模板拆除 梁、楼板模板应先拆梁侧模，再拆楼板底模，最后拆除梁底模。顺序如下：

拆除部分水平拉杆、剪刀撑→拆除梁连接件及侧模→松动支架柱头调节螺栓，使模板下降2—3cm→分段分片拆除楼板模板及支承件→拆除梁底模和支承件→清理

①拆除碗口件部分水平拉杆，以便作业，而后拆除梁侧模板上的水平钢管及斜支撑，轻撬梁侧模板，使之与混凝土表面脱离。

②下调支柱上的油托螺杆后，轻撬模板下的龙骨，使龙骨与模板分离，拆下第一块，然后逐块逐段拆除，切不可用钢棍或铁锤猛击乱撬。每 块模板拆除后或用人托扶放在地上或下调油托到一定高度后，托住模 板。严禁模板自由落地。

③拆除梁底模板的方法与楼板大致相同。但拆除跨度较大的梁底模板 时，应从跨中开始下调支柱油托螺杆，然后向两端逐根下调，拆除梁 底模板支柱时，宜从跨中向两端作业。

4、拆下模板等配件，严禁抛掷，要有人接应传递，指定地点堆○放。

5、模板拆除运至存放地点时，模板保持平放，然后用铲刀、湿○布进 行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理，以保证 使用质量。

6、模板拆除后要及时、认真清除残灰，再刷脱模剂。脱模剂要○涂刷 均匀，不能漏刷，也不能刷得过多，脱模剂干后再支设模板。木模板 选用水性的脱模剂。

二、安全、环保文明施工措施

1、拆模时操作人员必须挂好、系好安全带，戴好安全帽。

2、拆模时严禁将支柱全部拆除后，一次性拉拽拆除，应搭设脚手板，保证拆模工人能站稳操作。

3、已拆活动的模板必须一次性连续拆除完成,方可停歇，拆模间歇 时应将松开的部件和模板运走，防止坠下伤人，严禁留下不安全隐患。

4、禁止拆不下来的边角的模板，用火烧。

5、拆下模板等配件，严禁向下抛掷，要有人接应传递，边拆、边清，边运到指定地点，边码垛，堆放整齐。

6、楼层高处拆模作业人员必须站在平稳牢固可靠的地方，保持自身平衡，不得猛撬，以防失稳坠落伤人，拆楼层外边模板时，应有防高空坠落及防止模板向外倒跌的措施。

7、拆模后模板或木方上的钉子，应及时拔除或敲平，防止钉子扎脚。

8、在拆模前不准将安全防护、临边防护及脚手架的拉结拆除，拆模作业区内必须设置警戒区域，并划定安全区域和安全通道，将非安全通道用钢管、安全网封闭，挂“禁止通行”安全标志，非操作人员不得在此区域，必须在铺好跳板的操作架上操作，并有可靠立足点。

第三篇：钢框架结构梁柱节点连接设计方法分析

摘要：加强钢框架结构梁柱节点连接设计方法的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对钢框架结构梁柱节点连接设计方法进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：钢结构；钢框架结构；梁柱节点；连接设计；建筑设计

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

梁柱节点的连接设计方法对于建筑物的安全起着十分重要的关键性作用，梁柱结点既是梁与梁交叉的受力结点也是梁与柱连接的受力结点，这个结点既是钢框架结构中的受力枢纽也是钢框架结构中的传力枢纽。梁柱节点在传统上一般采用螺栓锁紧、焊接、螺焊混合等连接方法。概述

钢框架结构在重量、韧性、安装周期、规模化生产、操作简易便捷等方面都优于钢筋混凝土框架结构框架，而且使用寿命也要长出许多，并且由于钢结构的坚固性与构件连接的多种选择性使得整座建筑的抗震性能与美观性方面都得到了加强。正是由于上述的这些优点，钢框架结构在近年来得到了长足的发展。梁柱节点是钢结构框设计之中的一个留给设计人员的最难抉择的关键点，几乎每一位设计师在处理这个关键部位时都会深思熟虑一番，因为梁柱节点是钢框架结构工程设计成败的关键所在。钢结构框梁柱节点可以采用的连接方式为下述几种：

1.1 刚性连接

这种连接方式可以获得最高的强度与刚度；

1.2 铰接连接

这种连接方式可以获得最大的柔性；

1.3 半刚性连接

这种连接方式所获得的刚性与柔性均介于上述两者之间。国内外的许多建筑工程专家们仍然在继续着对梁柱节点连接设计的研究与探索，相信在不远的将来更好的连接方法，更快速的施工方式都将随着新的创意、新的材料的出现而出现。在我国目前的建筑设计来看，无论是工业建、构筑物还是商业建筑物，抑或是民用建筑都越来越多的开始倾向于采用钢结构的半刚性连接，具体选择何种结构这是由其综合评估方面的考量所决定的。在实际施工过程中，采用半刚性接的方式可以大大加快施工进程，并且在施工过程中还省去了焊接的操作，铰接的连接方式也提高了构件标准化的进程。工商业建筑的刚性连接是考虑到所受的荷载较大。各种连接形式特点

上述的三种连接方式各有其特点，但是这些连接形式最终还要归结为下述的连接方法：

2.1 普通螺栓及高强度螺栓连接

2.1.1 普通螺栓

钢结构连接用的螺栓共分为 10 余个等级，分别为 3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 等级。等级在 8.8 级及以上的螺栓称为高强度螺栓，因为其制造材质为低碳合金钢或者是经过热处理过的中碳钢。在钢结构梁柱连接中较少使用 8.8 级以下的普通螺栓，绝大多数情况下都采用高强度螺栓以保证关键连接部位的安全可靠。

2.1.2 高强度螺栓

1）高强度螺栓种类。性能等级在 8.8 至 12.9 之间的高强度螺栓连接一般有两种形式：一种是通常用于 10.9 级及以上强度中的扭剪型高强度螺栓连接，另一种是大六角头高强度螺栓连接。在使用大六角头高强度螺栓连接时经常会出现施工人员安反垫圈的情况，这样就使得垫圈不但起不到紧固的作用反而会产生相反的松扣的作用了，正确的安装是有倒角侧朝向螺头。2）抗剪连接螺栓。在钢框架结构的梁柱节点连接中，高强度螺栓因其动力荷载的承受力、摩擦承压抗剪与耐疲劳等优良特性而得到了广泛的应用。根据高强度螺栓的抗剪性能的特性不同可划分为下述两种：a.摩擦型高强度螺栓。摩擦型的高强度螺栓是依靠其预拉力以提高梁柱之间的压力以对抗梁柱之间的分离的拉力产生的滑移。摩擦型的高强度螺栓承受剪力时，只是以其摩擦力对抗滑移。在实际的测试实验过程中，摩擦型高强高螺栓要求其抗滑移系数必须大于或等于其设计值。b.承压型高强度螺栓。承压型高强度螺栓是依靠其侧壁的压应力抵抗来自梁柱的剪力。承压型高强度螺栓与摩擦型高强度螺栓的最大不同就是承压型高强度螺栓允许剪力超过其摩擦力，当剪力超过其摩擦力致使接接件之间产生了滑移以后，螺栓杆与孔壁相接触，这时候承压型的特性就显现出来，螺栓与杆身的抗剪就是其区别于摩擦型的最大特点。

2.2 摩擦型高强度螺栓与焊缝形成的混合连接这种连接应注意以下几点：

1）焊缝的破坏强度高于高强螺栓连接的抗滑极限强度，其比值宜控制在 1～3 之间；2）不能用于需要验算疲劳的连接中；3）其施工顺序，应根据板件的厚度，施焊时能否采取反变形措施等具体条件分析决定，一般采用先栓后焊的方式，此时高强度螺栓的强度应计及焊接影响，作一定的折减；当采用先焊后栓且板间又不夹紧时，宜采用大直径螺栓，并需将螺栓的抗剪承载力设计值乘以折减系数；4）在静力荷载作用下，摩擦型高强度螺栓可以和侧角焊缝共同作用。在直接承受动荷载作用的连接中，则不能用这种连接，施工时一般采用先栓后焊的程序，并在设计中考虑温度影响将高强度螺栓的预拉力予以适当折减；5）能共同工作的混合连接，其总承载力可按不同连接方式承载力的总和考虑。

2.3 全焊型连接

全焊型连接时疲劳敏感，焊接结构的低温冷脆问题比较突出，产生焊接残余应力和变形，对结构工作产生不利影响，除因受力复杂，接头刚度大或施焊不便的安装接头不宜采用焊接外，可广泛用于工业与民用建筑钢结构中。

全焊型梁柱连接的优点及施工时注意事项试验结果表明，全焊型梁柱连接的滞回性能好于栓焊型混合连接，具有较好的塑性变形能力。在全焊型梁柱连接中，设计时应注意选择合适厚度的节点板。节点板太强，不仅浪费材料，也不能充分利用节点域的变形能力耗散地震能量；相反节点板太弱的梁柱连接虽然能发展相当大的塑性变形，但由于梁翼缘难以形成塑性，也限制了节点的耗能能力。同时，节点域的塑性转动过大会增加框架的水平位移，对框架的整体受力不利。在这种连接中，梁上、下盖板边缘加工后与柱采用对接焊缝连接，盖板与梁的连接采用角焊缝，梁腹板与柱连接通过钢板或角钢而连在一起，钢板或角钢与梁腹板采用角焊缝连接，钢板或角钢与柱采用对接焊缝连接。在施工时应保证对接焊缝的质量，对接焊缝必须焊透，梁上、下翼缘、盖板与柱对接焊缝的质量对梁柱刚性连接的滞回性能有很大的影响。特别是焊缝与柱翼缘的连接面应注意除油除漆，合理安排施工顺序。刚性连接的种类欧美及我国广泛采用的梁柱刚性连接又可分为三类

3.1 梁端与柱的连接全部采用焊接连接。

3.2 梁翼缘与柱的连接采用焊接连接，梁腹板与柱的连接采用摩擦型高强螺栓连接。

3.3 梁端与柱的连接采用普通形连接件的高强螺栓连接。提高框架梁柱节点抗震性能的措施

地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。根据钢框架强柱弱梁的抗震设计原则，按照有效控制梁上塑性铰位置的思路，采用在梁腹板进行开孔削弱的节点形式促成塑性铰的形成。

结束语

螺栓与焊接是较为常用的梁柱连接方法，新的技术也在不断涌现。目前国外正在研究一种较为先进的类似卡榫结构与螺栓焊接融合的连接方法，这种连接方法不仅梁柱连接处的接触面积加大更有利于力的传导，而且由于兼用了螺栓与焊接的方法使得连接更加有保障，并且还避免了传统的螺栓连接因连接处螺栓断裂、连接头断裂等出现事故的情况。即使螺栓与焊接过程都出现问题，这种卡榫结构仍然会牢牢地将梁柱连接在一起，当然了，这种结构也需要螺栓与焊接手段对其进行最终加固。

参考文献：

[1]郭猛 涂远军 框架结构梁柱节点区优化施工设计 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU-2007年6期

[2]郭佳齐 高层建筑框架结构梁柱节点施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》-2012年17期

[3]朱书田 抗震框架结构梁柱节点施工应注意的问题 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU-2008年10期

第四篇：钢-混凝土组合梁钢框架节点实验方案

申请部门：申请人： 学号：

-混凝土组合梁钢框架节点拟静力实验方案

大跨空间结构学科

钢

一、实验概况与实验目的 在最近的三十年中，我国钢结构进入了一个飞速发展的阶段，尤其是钢框架结构，其具有重量轻、强度高、延性大、抗震性能好、施工速度快、结构净空和跨度大、综合经济指标好等显著的优点，在越来越多的建筑中得以应用。但在1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震中，大量的钢框架梁柱连接节点发生了意想不到的脆性破坏，使得工程师和研究者将目光投向了钢框架节点地震脆断机理和抗震性能的研究，以防止节点在地震作用下的脆性断裂及相关破坏，改善节点抗震性能，完善节点抗震设计理论和设计方法，提出抗震对策。试验方法：一般来说，梁柱节点试件可取承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体。这样边界条件容易模拟，只水平或垂直方向的力，而没有弯矩。反弯点的位置可由框架受荷情况的弯矩图大致确定。柱子的反弯点一般在楼层中部，梁的反弯点当为水平荷载时在梁的中部，当为竖直均布荷载时约为跨度的1/3-1/4。对栓焊连接组合节点进行足尺加载试验，研究节点在低周往复循环荷载作用下的承载力、刚度、变形能力、耗能能力、恢复力模型和破坏模型等，同时考察节点的参数变化对受力性能和耗能能力的影响。在试验研究的基础上进一步验证和改进节点的数值计算模型。

二、材料试验

(1)钢材和钢筋试验

进行材料试验以测定钢材的实际强度和应力应变关系，所用材性试验和节点试件同属于同一批钢材和钢筋。试件采用Q235结构钢材，钢材拉伸试件为矩形试件，按照现行试验规范加工标准试样：标距为200mm，截面宽度为20mm，厚度为5mm。测试内容包括屈服强度、屈服应变、弹性模量E、抗拉强度

(2)混凝土立方体试验

混凝土楼板采用C30混凝土，在试件制作的同时，都预留了用于材性试验的混凝土试块。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）的要求，养护150mm的立方体试块，在试验当天测定混凝土的材性，包括立方体强度、弹性模量E。

(3)高强螺栓

根据制造商提供的产品质量保证书。

三、试件设计 1.试件节点设计（1）梁柱截面设计 进行四个试件的试验，试件试验选取了常规承重钢框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体，试件采用主框架平面的十字形足尺模型，试件共制作四个，钢节点采用《建筑抗震设计规范》规定的标准型节点，构造图如图一所示

图一 节点构造图

《建筑抗震设计规范》中为了保证梁柱板件的局部稳定性，对板件的宽厚比进行了限值：对于Q235钢，8度以上抗震设防烈度，工字型截面梁翼缘外伸部分，梁腹板腹板。其中

；工字型截面柱翼缘外伸部分和分别代表梁和柱翼缘板外伸部分长度，和

分别代表梁和柱腹板计算高度，柱和和

分分别代表梁和柱翼缘板厚度，别代表梁和柱腹板厚度。

标准试件梁截面采用：工字型400150812；柱截面采用：工字型4603001216。经验算能满足《建筑抗震设计规范》中所规定的梁柱板件的宽厚比限值要求。

(2)梁、柱、剪切板间的连接

梁翼缘与柱翼缘之间的焊缝采用全熔透坡口焊，E43型焊条，焊缝质量Ⅰ级，剪切板与柱翼缘之间在工厂用双面角焊缝连接。梁腹板与剪切板用四个10.9级M20摩擦型高强度螺栓连接，构件接触面处处理采用喷砂后涂无机富锌漆，抗滑移系数为0.35.为增加节点板域刚度，在柱上加两块加劲肋板，厚度与梁翼缘相同，与柱腹板和翼缘之间采用角焊缝连接。梁翼缘与柱翼缘之间为焊接方便，在梁翼缘焊接坡口下方点焊固定一块焊接衬板。(3)焊接孔设计

采用国内惯用的形式，在梁翼缘角部挖去一个半径为35mm的四分之一圆(4)2.组合楼板设计(1)板厚选择

本次试验不采用压型钢板，结合实际工程通常使用的板厚，楼板厚度取为120mm(2)有效宽度

根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定，混凝土翼板的有效宽度下式计算：

应按板托顶部的宽度：当无板托时，则取钢梁上翼缘的宽度

梁外侧和内测的翼板计算宽度，各取梁跨度l的1/6和翼板厚度倍中的较小值

故安全可以取的6

。考虑试验实际条件，偏于(3)纵向配筋

对于组合节点来说，参照《钢结构设计规范》GB50017—2003的规定，节点主要在抗震中处于负弯矩区，因此先考查节点在负弯矩下的配筋，并以此为标准，同时在此状态下考虑正弯矩的性能

≤

a、参照文献[] 12

E=2.0

38

E=2.03

钢材屈服强度

混凝土

屈服强度=1419με

E=207989N/

E=34270N/ 对于工字型梁截面尺寸如图所示

其面积A=6608

梁的弹性极限弯矩

全截面屈服时的塑性极限弯矩

=、—钢梁塑性中和轴以上和以下截面对该轴的面积矩 故

b、混凝土板的换算宽度

在长期荷载作用下混凝土板得换算宽度，其中,c、换算截面中和轴位置。

d、选取钢筋

12@100(共九根)

（12@80(共11根)

60.96mm）

（e、考虑正弯矩性能 Af=6608312.93=2067.84kN，kN，74.5mm）Af>，故塑性中和轴在钢梁内。

(4)螺栓及焊缝抗剪验算

a、高强螺栓10.9M20 预拉力设计值P=155kN。剪切板和梁腹板单剪连接，构件接触面的处理方法采用喷砂后涂无机富锌漆，摩擦面的抗滑移系数μ=0.35.计算单个螺栓抗剪承载力设计值，四个螺栓传递剪力值。

混

凝

土

板

传

递

剪

力

值，所以节点截面能够承受的剪力值b、剪切板与柱翼缘采用双面角焊缝连接 最小焊脚尺寸最大焊脚尺寸取焊脚尺寸单条焊缝有效长度

c、抗剪连接件

在钢与混凝土组合梁中，应用最普遍的柔性连接件是带头栓钉，如图所示。焊接承受拉应力翼缘的栓钉连接件的直径不应超过翼缘板厚度的1.5倍。带头栓钉其圆头的直径不小于杆直径的1.5倍，头部的高度不小于杆径的0.4倍。而且根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003中关于抗剪连接件的构造规定，栓钉长度不应小于其杆径的4倍，带头栓钉直径d一般为13~25mm，长度h一般为65~100mm。所以选定带头栓钉的尺寸为1680，满足各项构造要求。带头栓钉其圆头直径头部的高度，取，取=25mm。保护层厚度为40mm，大于规范中规定的最小15mm。d、受剪钢筋计算

采用10@100的HPB235钢筋

3、试验装置和量测内容

梁柱节点试验常用的加载方法有两种—柱顶施加水平荷载（简称柱端加载法）和梁端施加竖直荷载（简称梁端加载法）。这两种加载方法的主要区别是：水平加载法可以考虑结构的效应，而竖向加载法不能考虑结构的效应；水平加载法的试验结果可以反映结构的层间位移或层间位移角，而竖向加载方法不能反映结构的层间位移或层间位移角，层间位移或层间位移角是结构抗震验算时的一个重要指标；水平加载法的试验装置往往较竖向加载法的试验装置复杂。采用柱端加载法时，往往要用层间位移角来评定节点性能的优劣，节点试件中的柱的高度和梁的长度均应按框架的实际几何尺寸取值，或者按框架的实际尺寸通过相似比来确定节点试件中柱的高度和梁的长度，否则就无法用层间位移角来评定节点性能的优劣。采用梁端加载法时，节点试件中柱的高度和梁的长度取值较为灵活；一般的，柱的高度或者梁的长度应能保证试验过程中柱或梁不发生剪切破坏。根据此次试验的研究目的、试验条件和经济条件，确定此次梁柱节点试件试验采用梁端加载。

试件柱竖直放置，限于加载条件，没有施加柱的轴向荷载。柱端分别由连接件和高强螺栓固定。梁端由竖向放置固定于丝杠上的上下四个千斤顶轮流施加压力，在梁端施加竖向低周往复循环荷载，直至构件完全破坏，同时计算机同步采集各测点的位移、应变等测量值。在这种边界条件下，上下柱反弯点为不动铰，梁反弯点为自由端，忽略了柱子位移时的性铰和核心区为主要研究对象。

效应，以梁端塑

（图示中的数据还需更改）

a、加载方法 根据《建筑抗震试验方法规程》 JGJ101-96相关内容的规定：正式试验前，应先进行预加反复荷载试验两次；混凝土结构试体预加值不宜超过开裂荷载计算值的30%。试体拟静力试验的加载程序应采用荷载——变形双控制的方法：

1)试体屈服前应采用荷载控制并分级加载接近开裂和屈服荷载前宜减小级差进行加载。

2)试体屈服后应采用变形控制变形值应取屈服时试体的最大位移值并以该位移值的倍数为级差进行控制加载。

3)施加反复荷载的次数应根据试验目的确定屈服前每级荷载可反复一次屈服以后宜反复三次

第五篇：构造柱施工工艺分析论文

1构造柱的作用

构造柱的应用主要是为了提升混凝土结构的稳定性和可靠性。在建筑结构当中，整体部分的强度和抗剪能力都是比较重要的因素。构造柱结构在建筑工程中得到广泛地应用已经有多年地历史，研究成果显著。在防止建筑结构出现裂缝以及渗漏的过程中起到重要的作用。

2构造柱的质量通病和原因

2.1楼层间构造柱轴线错位。在构造柱应用的过程中，出现轴线错位的可能性很大，如果没有认真对钢筋的骨架和位置进行调整，在进行下层放线的过程中就会出现构造柱的错位，所以，上下层的贯通性丧失。构造出出现了轴线错位的问题会直接影响到钢筋混凝土结构的稳定性，存在着建筑的安全隐患。

2.2箍筋拉接筋没有满足要求。在墙体和构造柱之间需要设置相应的拉接筋，通常情况下都是两根，同时要相隔500米。而且在施工的过程中，需要伸入到墙体内。每两个顾金金的距离不能超过10cm，最重要的是构造柱的钢筋需要绑扎相应的接头。绑扎的接头需要控制长度，另外还要进行间隙的控制。

2.3构造柱断条。出现构造柱的断条是较为严重的一种质量病害，究其原因主要是由有构造柱内部的箍筋或者是拉接筋以及各种钢筋构造交叉到一起，而且，钢筋的绑扎工作不到位。在混凝土浇筑的工作中，会受到一定的因素的影响，而且构造柱会出现严重的柱腔受损的问题，这就对混凝土的填充问题产生了严重的阻碍作用。有些建筑工程中，施工单位为了偷工减料，采用级配较低的砂石，有些砂石的直径较大，在浇筑的过程中会直接影响到构造柱的稳定性。

2.4构造柱烂根的现象。根据构造柱的工作原理可以看出，构造柱在砌筑完成之后，需要最后我那个构造柱的内腔中关注相应的混凝土材料，以保证其稳定性。但是，在浇筑的过程中，由于混凝土凝固的时间较长，或者是，柱腔中的环境很很多不确定因素。会造成构造柱的烂根问题。主要是由于根部杂物较多，而且，砖渣或者是砂浆等清理不够。久而久之就会出现烂根的现象。

2.5混凝土存在的问题。露筋和麻面是混凝土存在的主要问题。支模前，钢筋骨架上没有绑扎混凝土保护层蛰块，致使钢筋保护层厚度不足，同时，有的钢筋位置不准，造成露筋现象；混凝土浇捣前，模板和马牙搓砖墙未作充分湿润，混凝土中的部分水分，被砖墙和模板吸走，混凝土表面出现麻面和酥松现象。混凝土接搓不好。混凝土浇捣前未清除模内的木屑、碎砖、落地灰等杂物，也不用水清洗，使前后两次浇筑的混凝土不能紧密相接，构造柱的整体性不能保证。

3构造柱施工工艺

3.1施工人员在对构造柱结构进行施工的过程中，首先需要设置小型的砌块形式，然后按照钢筋的绑扎，砌筑的墙体结构以及模板和混凝土的浇筑顺序来进行。在施工的过程中，只要严格地按照施工顺序来进行就可以满足构造柱施工工艺的要求。

3.2墙体结构和构造柱进行连接的过程中应当设置一定的槎，从构造柱的下端开始，对槎口的高度和宽度进行科学地设置。采用先退后进的方式来进行。在柱墙之间应当设置两根直径为6mm左右的拉结筋，其间距要达到施工的标准。3.3构造柱的两侧结构需要紧紧地贴到墙面上，然后支撑结构还需要达到一定的牢固性，这样才能够有效地避免板体出现漏浆的现象。3.4构造柱混凝土的保护层当中，应该设置20mm左右的距离之内，但是不能够低于15mm。混凝土的塌落度也需要受到控制，一般来说，将其设置到50-70mm的状态下为最佳。

4保证构造柱的技术和质量

钢筋混凝土的构造柱多数都是镶嵌在墙体结构当中，一般情况下需要采用砌筑纵横墙的形式，然后形成一定的柱腔结构。墙体和圈梁结构要分来进行砌筑，最好采用分段施工的形式进行。为了提升构造柱结构的稳定性，施工人员要将中心线控制在垂直线上，对钢筋骨架的垂直度进行控制，然后将钢筋骨架进行调直，将墙体结构固定在相应的位置上。同时还需要不断振捣混凝土，将其引向柱腔的上口，钢筋骨架的中心线和柱体中心要做到对齐，这样才能够保证构造柱处于标准的位置。在进行分段绑扎的过程中，绑扎点的牢固程度应该得到控制，尽量避免构造柱结构出现位移或者是错位的现象。竖向搭接头的长度不能超过35d，而且圈梁结构和箍筋的间距也要符合施工的标准。砌筑者要对砂浆的密实程度以及施工缝等问题加强重视，积极地执行搅拌工艺的要求。无论是粗骨料还是细骨料在施工的过程中都要按照标准来进行控制。虽然在施工的过程中允许出现一定的误差现象，但是误差范围需要限制在可控的范围内。分段浇筑要按照规定来进行预留。构造柱的混凝土材料采用分段浇灌的方式是比较常见的，同时也是施工过程中的一个重要的工作内容。在此过程中，柱段的施工高度要在2米的范围内。每一段主体的底部都需要留设一定的清扫口，这样才能够便于在浇灌之间对内部的杂物进行清理。在浇筑之前，要做好振捣工作，对衔接位置的陈旧混凝土要事先铲除，然后用水对其进行清理干净。在构造柱混凝土配合比中，依靠灰砂成分来配置水泥砂浆可以保证新型混凝土和陈旧混凝土的可靠程度。综上所述，钢筋混凝土的构造柱是工程建筑中不可缺少的一个重要结构，主要是为了保证工程整体的稳定性。在施工的过程中，需要找到正确的施工方法，防止构造柱的病害问题，将构造柱的功能发挥到最优。保证建筑工程的整体质量。

作者:周顺玉 单位:哈尔滨铁路房产建筑段