钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒混合结构中钢构件节点设计

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1、第4O卷第12期建筑技术开发Vo1．40．No．122013年l2月BudildingTechniqueDevelopmentDec．2013钢管混凝土柱框架一混凝土核心筒混合结构中钢构件节点设计许文涛年永林蔡斌梁权(北京建工四建工程建设有限公司，北京100075)【摘要】海南大厦主楼为矩形钢管柱钢框架一钢骨混凝土内简体系，在体系中设置了两道伸臂桁架和腰桁架，并从地下一层开始每层设置了8根屈曲约束支撑，布置在四根角柱两侧。其节点形式复杂，如何处理好钢结构、混凝土结构、屈曲约束支撑的连接节点至关重要。结合海南大厦工程，

2、对工程中各项节点的处理方法和创新形式进行系统的介绍。【关键词】节点设计；方钢管柱；屈曲约束支撑；伸臂桁架【中图分类号】TU398．9【文献标志码】A【文章编号】1001—523X(2013)12—0007—041工程概况此之外，从地下一层开始在外框四根角柱两侧设置海南大厦位于海口市新城市中心地带，国兴大了屈曲约束支撑，以承担角柱过大荷载。屈曲约束道西端，东临新海航大厦。主楼地下4层，地上45支撑构件总计435根。层，高198．6m，总建筑面积24万m，抗震烈度8度2工程特点(0-3g)。本工程矩形钢管柱从基础筏板内生

3、根，穿越地下混凝土结构，连接屈曲支撑及桁架，节点复杂多样，需处理好以下构造问题：1)矩形钢管柱为埋人式柱脚，设计在基础筏板底筋上，需设计定位节点，处理好桩头钢筋，筏板底筋，底板防水等复杂构造关系，并保证施工简便，定位精确牢固。2)矩形钢管柱与混凝土梁、板、墙的连接构造，图1弯曲约束支撑示意在现有规范要求下，对连接节点优化创新，使其受力卜伸臂桁架；2一楼层梁；3-核心筒钢骨柱；合理，施工简便。4一核心筒；5-腰桁架；6一屈曲支撑3)屈曲约束支撑是一种新颖的受力构件，在地下结构中，需处理好屈曲支撑与矩形柱、混凝土梁的工程

4、结构为方钢管柱钢框架一钢骨混凝土内简连接构造，并针对本工程的复杂性提出解决方案。体系。基础为筏板，方管柱采用埋人式柱脚。外框4)地上屈曲支撑分为矩形和圆形两种截面，与由30根矩形钢管混凝土柱与钢梁组成，柱最大尺寸钢结构连接节点需综合考虑施工的简便性和受力合1．5m×1．2ITI，框架梁为H截面，部分为蜂窝梁，楼板理性。为现浇混凝土楼板。在17层和3l层设置了两道伸5)伸臂桁架贯穿核心筒的混凝土结构，节点复臂桁架和腰桁架，伸臂桁架杆件为Q390GJ钢板组杂且为超厚板，需处理好主筋和箍筋的构造关系。成，截面形式为H650

5、mm~400mmX80mm~100mm；3节点设计流程腰桁架斜杆全部设计为屈曲约束支撑(见图1)。除本工程节点设计参与方主要有施工图设计方、收稿日期：2013—09—15屈曲支撑供应方、钢构件供应方、施工总包方。其中作者简介：许文涛(1986一)，男，河北定州人，毕业于北京建筑工程学施工图设计方为主设计单位，负责节点的受力复核院，本科，技术员，现负责海南大厦项目钢结构施工技术及确认；施工总包方为总协调单位，负责节点方案的管理。7第12期许文涛，等：钢管混凝土柱框架一混凝土核心筒混合结构中钢构件节点设计第40卷施工可行

6、性审核及各方协调；屈曲支撑供应方和钢序为：基底修坡垫层浇筑防水施工一防水保护构件供应方作为专业承包，负责相关构件节点的深层一定位支架一底筋绑扎一混凝土基座浇筑一调整化设计。本工程的深化设计展开流程(见图2)。地脚标高一柱脚安装固定一其他工序。施工图设计方Ill施工可行施工图性审核一．．．．．II一总承包方屈曲支撑钢构件节施工图节点方案点方案r-rI-．．．L．．．L屈曲支撑施工图钢构件供图3埋人式柱脚不意供应力会审应方_-_-●___——T．Il：．一．jI：．一5．2矩形柱与混凝土墙板节点屈曲支撑钢构件构件图纸详图

7、混凝土墙体与矩形柱的连接基本上是水平分布筋。考虑到墙体钢筋数量多、直径较小且位置精度图2节点设计流程较差；同时穿孔方式会对钢构件过多的穿孔，墙体偏柱中时纵向筋板会对锚人钢筋阻碍，无法保证锚固4节点设计原则长度。综合以上影响因素，此部位节点采用了设置节点设计依据现行设计规范，遵循“受力合理，钢板与水平分布筋焊接的方式，钢板宽度大于l0倍施工简便”的原则。受力合理要求分析节点传力路钢筋直径，厚度同钢筋直径，并在连接钢板之间每隔径，设计相关构造承担相应内力。施工简便要求减500mm设置横向筋板，增强与混凝土的结合度。这小施

8、工复杂程度和工作量，从而提高施工精度和质一节点弥补了当前规程、图集中矩形柱与墙体连接量。钢筋与钢结构连接方式分为：穿孔、焊接、套筒的空白(见图4)。连接器；屈曲支撑与结构连接分为：焊接、销轴、高强混凝土板与矩形柱采用连接钢板焊接的方式，螺栓连接。考虑到穿孔、高强螺栓、销轴对施工要求并在板中设置暗梁，将楼板边缘竖向荷载传递至混精度高，焊接工作量大