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摘要：本文推荐一种钢管混凝土柱与五梁接头处节点做法，使钢管柱在节点区的连接更加方便、可靠。通过采用混凝土环梁节点做法能有效地传递框架梁的剪力和弯矩，在满足钢管混凝土柱与混凝土梁连接受力的情况下，让前期钢结构深化更快捷、简单，让施工更方便、更具有效率。
关键词：钢管混凝土柱、环梁节点、深化设计
一、引言
随着我国国民经济的快速发展和基础建设规模的不断扩大，对各种能够满足超高、大跨以及其他特殊要求的结构形式提出了越来越高的要求。经过几十年的科学研究及工程实践的积累，组合结构的发展十分迅速。其中钢管混凝土柱具有承载力高、延伸及抗震性能好、良好的施工性能，但是在实际施工中钢管混凝土柱在不同的方向存在多根梁同时与钢管混凝土柱进行连接问题。采用传统开孔做法，对钢结构的深化设计要求较高，费时且准确度不能满足现场要求，现场混凝土梁钢筋数量多，钢筋在钢管柱同一处进行安装，钢筋碰撞无法安装。针对某工程五梁接头的复杂节点，采用在钢管柱沿梁的方向焊接牛腿，在节点处设计环梁做法有效解决了上述施工及深化设计的难点。
二、环梁节点的受力机理
1、环梁节点的受力形式
在每个混凝土梁方向上焊接牛腿，牛腿顶标高距混凝土梁顶标高250mm，在五梁节点处设置钢筋混凝土环梁。环梁高度根据现场混凝土梁标高进行设计，满足混凝土梁锚固于环梁内。通过设计混凝土环梁，其余五根混凝土梁与钢管接触部位不需再做其他处理。如图1所示。
图1 五梁接头处钢筋混凝土环梁构造形式
2、梁端剪力传递
框架梁梁端剪力主要通过三个途径传递给钢管混凝土柱：a、通过混凝土环梁与牛腿之间的局部承压作用力，将剪力由环梁传递到牛腿上，并通过牛腿与钢管间的的焊缝将剪力传到钢管上。b、环梁混凝土与钢管之间的粘结作用。c、混凝土梁端弯矩引起环梁上（或下）端挤压钢管混凝土柱而产生的静摩擦力。一般静摩擦力很大，可以满足抗剪要求。
3、梁端弯矩传递
框架梁端弯矩作用于环梁上，使环梁产生弯矩。当框架梁端为负弯矩时，环梁下端挤压钢管混凝土柱，其反作用力将产生对环梁的抵抗扭矩，这将大大降低对环梁的抗扭要求。楼板在平面内对环梁上部有很大的约束作用，减小了扭转产生的环梁与柱之间的相对脱离，由变形与内力关系可知，环梁的扭矩也会进一步减小。
对环梁传递弯矩的机理更为简明的解释是：将框架梁端负弯矩分解为环梁上部和下部的一对拉力和压力，拉力由环梁上部环筋与楼板共同承担，压力由环梁下部的混凝土承担并传递扩散至钢管混凝土柱上。
三、环梁施工重难点分析
混凝土环梁与多条直线混凝土框架梁连接，单节点有5根直线混凝土框架梁交接，且同一个环梁的环形主筋长度各不相同，现场环梁钢筋放样和加工制作难度大。因环梁钢筋主筋型号较大，钢筋加工之后，不能确保钢筋一圈是圆形的，因此箍筋的加工与安装难度大。
环梁圆形混凝土结构弧度要求高，模板加固困难，如何保证环梁的最后成型效果是本工程的重点。
四、环梁施工工艺流程
环梁钢筋加工制作→定位弹线→环梁、框架梁的架体及梁底模板支设→环梁套入钢管柱→穿箍筋→环梁面筋绑扎→环梁底筋绑扎→穿腰筋并绑扎→环梁拉钩绑扎→框架梁钢筋绑扎→框架梁、环梁侧模安装→浇筑混凝土、养护
1、环梁钢筋加工
1）按照图纸和图集要求摆放每一根钢筋，计算钢筋下料长度，环梁环形主筋由内向外进行加工。现场有条件可采用钢筋弯弧机调整曲率半径制作环形钢筋，有效的控制环筋的弧度。
2）将所有制作好的环形主筋全部套入钢管柱，再将所有箍筋套入环筋。
3） 将上下相邻2根环筋接头相互错开并固定环筋，单面焊接环筋接头，焊接长度为10d。
4）环筋接头焊接完成后，经验收合格，再调整环筋间距并绑扎牢固。
5）绑扎与之相连的框架梁钢筋。
2、环梁模板施工
环梁侧模面板采用15mm厚多层板放样制作成环状，次龙骨采用50mm*100mm木方，主龙骨采用20mm的钢筋进行加固，对拉螺栓一侧直接焊接至钢管柱牛腿及环梁附加措施钢筋上进行加固。
3、环梁混凝土施工
环梁钢筋、模板验收合格后开始浇筑混凝土。混凝土达到现场后进行塌落度试验。环梁混凝土与板同时浇筑，优先采用小直径振捣棒进行振捣。按每400mm进行分层浇筑，振捣棒插入深度要到位，插点均匀，每次移动500mm。确保混凝土密实，不触碰模板、钢筋等，振捣时间应适宜，以混凝土不在下沉、不在出现气泡、开始泛浆为准。混凝土施工要确保一次浇筑完成，浇筑完成后及时进行保湿养护。
五、结束语
通过对采用环梁节点和传统穿孔、焊接连接板的施工工艺进行对比，降低了钢结构的前期图纸深化难度，节点施工难度以及制作难度，提升施工效率，节省了时间与精力，为后续的工序施工提供了有利条件。
参考文献
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论文作者:张宝伟1,薛小菲2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/2
标签：混凝土论文; 钢管论文; 节点论文; 弯矩论文; 钢筋论文; 框架论文; 剪力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;