孙博炜 林 芹 李馥均

(盐城工学院土木工程学院,江苏 盐城 224051)

钢管混凝土结构能适应现代化工程结构向高层、超高层和大跨度方向发展的需要，符合现代化设计和施工的要求，越来越广泛地应用于住宅、办公楼和工业厂房等。节点是结构设计的重要部位，也是施工的难点，关系到结构的安全和工程的造价，因此合理的选择节点对结构设计至关重要。本文重点介绍了两种装配式钢管混凝土梁柱节点连接形式，以供工程设计参考。

1 圆钢管混凝土柱—梁节点的类型

圆钢管混凝土柱与现有连接梁的种类按节点形式划分为两种：圆钢管混凝土柱—钢梁节点和圆钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁节点。从受力的角度，将上述的钢管混凝土节点分为三类，即：刚性节点、半刚性节点和铰接节点。

1.1 刚性节点

该类节点在受力过程中能有效的将梁端弯矩、剪力和轴力传给柱子。具体介绍四类刚接节点的构造形式和特点。

1)加强环式刚接节点：该节点是目前工程中应用最广泛的节点之一，分为外加强环和内加强环两种。其具体构造为：钢梁腹板可以通过焊缝或高强螺栓固定在环板间的竖板上，钢梁翼缘与上下环板连接，梁端弯矩由上下加强环来承担，基本构造见图1。该类节点的优点是：适应性强、承载力高、传力简单，综合性能比较突出；合理的设计加强环，可以满足“强柱弱梁”的要求；在外荷载作用下，塑性铰首先出现在梁端，节点设计符合抗震要求。该类节点的缺点是：外加强环用钢量大，且裸露在外影响建筑效果。内加强环节点只适用于直径较大的钢管柱，当管径较小时，施工难度大。

2)十字板式刚接节点:该节点通过钢管内焊接十字板来提高节点的刚度和承载力，基本构造见图2。该类节点的特点是：在管内焊接了十字加劲板，增加了节点域的刚度，但管内施工难度有所增加，并且钢管节点容易产生局部破坏，从而影响整个结构的承载力。

3)锚定板式刚接节点:该节点是在钢管内壁正对钢梁上下翼缘处焊接一个T形锚板，然后浇筑混凝土，梁端产生的内力由梁翼缘焊缝和锚定板承受，具体构造见图3。此类节点的特点是：刚度不大，节省钢材，构造简单，主要应用于受力较小的节点连接，但是该节点施工较复杂，主要因为在钢管内焊接锚固件。

4)钢筋贯通式刚性节点:该节点是在钢管壁上打孔，将梁上下的纵筋贯通穿过，以传递弯矩，基本构造见图4。该类节点的特点是：钢管壁上开孔，影响钢管刚度，需采取措施加以补强(如加劲肋)。钢管需穿通钢筋，不易浇筑混凝土，施工困难，工程中较少采用。

1.2 半刚性节点

钢筋混凝土环梁式节点是目前应用较多的半刚性节点。该节点域采用环板进行加强，围绕钢管设置的钢筋混凝土梁主要来传递弯矩，剪力是由环梁中部或底部的焊接环形钢筋来传递，基本构造见图5。该类节点的特点是：采用环梁节点，避免了钢筋穿心，制作简单，施工难度不大。梁柱节点刚度大，弯矩传递能力强，但环内配置较多钢筋，浇筑混凝土困难。

1.3 铰接节点

钢筋环绕式节点是铰接节点的一种。该节点的主要构造为：节点域采用环板进行加强，钢筋混凝土梁内纵筋焊接于外挑的钢梁上下翼缘，并通过钢牛腿传递混凝土内力，基本构造见图6。该类节点的特点是：构造简单，节省钢材，造价低，但节点应力较为集中容易导致截面开裂，影响承载力。

2 方钢管混凝土柱—钢梁节点的类型

方钢管混凝土柱与钢梁连接的种类按照受力特点也将其分为三类：刚性节点、半刚性节点和铰接节点。下面将对其进行具体介绍。

2.1 刚性节点

刚接连接认为梁柱间无相对转动，既能传递弯矩，也能传递剪力。主要介绍带悬臂梁段的内隔板式刚接节点和外隔板式刚接节点。

1)带悬臂梁段的内隔板式刚接节点：在钢梁和钢管柱连接时，现场焊接或栓接质量难以保证，可预先在柱端连接一段钢梁，形成带悬臂段的柱。这种节点的具体做法为：在钢管壁内设隔板，钢梁腹板与短钢梁栓接，钢梁翼缘与短钢梁焊接，基本构造见图7a)。该节点的特点是：内隔板与梁翼缘在同一平面内，节点满足刚性要求。该节点适用于柱截面较大的情况，截面较小时，内隔板与钢管焊接不方便，浇筑混凝土困难。带悬臂柱的短梁工厂生产，节点质量容易保证，但运输困难。

2)外隔板式刚接节点：此节点在钢管外设隔板，钢梁翼缘焊接在外隔板上，钢梁腹板与短钢梁栓接，其具体做法见图7b)。该节点受力明确，不受钢管尺寸限制，避免了连续施焊导致应力集中。节点区域刚度较强，控制塑性铰出现在钢梁上，有利于抗震。外隔板式节点尺寸较大，影响建筑使用空间。

2.2 半刚性节点

此类节点不仅能传递剪力，还能传递部分弯矩。本文主要介绍通过连接件连接和长螺栓连接的半刚性节点。

1)连接件连接的半刚性节点：该节点通过角钢、T型钢或组合钢板等将钢梁翼缘与钢管连接，钢梁腹板借助于连接板与柱栓接，基本构造见图8a)。该节点利用连接件连接钢柱和钢梁翼缘，连接质量容易保证，抗震性能较好。

2)长螺栓连接的半刚性节点：该节点用长螺栓穿过钢管混凝土柱，并借助于连接件和钢梁连接，混凝土达到一定强度后，需对螺栓施加预应力，基本构造见图8b)。该节点对螺栓施加预应力，施工复杂，且会造成钢管壁局部应力集中。

2.3 铰接节点

此类节点一般只将钢梁腹板与焊在柱上的连接件通过螺栓连接，如图9a)所示。当节点所受剪力过大，可以设置传力牛腿来传递剪力，如图9b)所示。铰接连接形式构造简单、施工方便、受力明确。梁柱采用铰接连接时，结构整体抗侧刚度较小，变形不容易满足，此类节点在重要工程设计中应用不多，一般用在次要构件的连接时使用。

3 结语

装配式结构的整体性比现浇混凝土结构差，但装配式建筑建造速度快，施工周期短，且工厂生产质量得到保证，因此在民用建筑和工业建筑中应用将越来越广。在装配式建筑中，合理的选择节点的连接形式是至关重要，上述对钢管混凝土柱与梁的连接节点构造以及特点进行了详细全面的介绍，以供设计人员参考。

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