16钢骨混凝土结构设计规程(YB 9082-97)讲座第六讲 钢骨混凝土结构的节点设计(二).pdf

第30卷第2期
建筑结构
年2
钢骨混凝土结构设计规程(YB9082-97)讲座
第六讲钢骨混凝土结构的节点设计(
一柱与柱的连接、柱脚及拼接
蔡益
(中国建筑标准设计研究所北京100044)
[提要]重点介绍了行业标准(钠骨混凝土结构设计规程》YB9082-97中不同材料性能的柱与
柱的连接过渡层以及柱脚的设计。此外,还对钢骨的拼接设计作了简要介绍。
[关键词]钢骨混凝士节点设计
Design of column splice and column base of SRC structure were described. Furl hermore, connection de
sign of steel member splice in SRC structure were also discussed
Keywords: steel-reinforced concrete(SR)structure; connection design
一、柱与柱的達接
提烘的剪力所平衡。因柱底剪力分布形式元法确
当结衲下部采用钢骨混凝土柱、上部采钢柱定,近似取其合力作用点为距柱底面(1/22/3)H
或钢筋混凝士柱时,本规程规定要设过渡层。震害处,钢骨剪力则按钢骨腹板达到抗剪强度设计偵时
表明,在钢骨混凝土柱变为钢柱或钢筋混凝土柱的的剪力计算。这样,钢骨一个翼缘栓钉应承担的剪
楼层,结构常出现较严重的破坏,设过渡层的目的力v为
是为了减轻刚度突变起的破坏。
Vst-(M -BHY)/ h
(15)
1.对于下部采用钢骨混凝土、上部采用钢筋混式肀,8取1/2~2/3。
提土的框架柱,过渡层的设置要求(图1):(1)应按
第二种方法是考虑钢骨承担的轴力能通过栓针钉
国家现行标准く钢筋混擬上高层建筑设计与施工规传给混凝土。钢骨承担的轴力按钢骨和钢筋混凝土
程》关于箍筋加密的规定,沿过渡层全高配置加密箍的承载力比例分配,即
筋;(2)将下部钢骨混凝土柱中的钢骨,伸至过渡层
顶部梁高度范国内截断。过渡层钢骨可按枘造要求将此轴力除以毎个栓钉的受剪承载力设计值N,即
设置,其截面可以适当减小,并在钢骨翼缘上设置椎可得所需的栓钉数。栓钉受剪承载力计算可参见本
钉,以保证内力传递平稳可靠
文梁与輪的连接
立A→學
对于下部采用钢骨混凝土、上部采用钢杜
的框架柱,过渡层应按下列方法设置(图2):
激层一
(1)过渡层按钢柱设计,其截面与过渡层上·层
≤2oom'花
钢柱截面相同,但要求按构造设置外包钢筋混凝土。
过层钢柱向下伸入下部钢骨混凝土柱内。当钢柱
钢骨混土柱
为箱型柱时,下柱钢骨应采用十字形截面。由箱形
业、L
向十字形的过渡,可参圮现行行业标准《商层民用建
图1钢肯混凝土与钢筋混凝士间过渡层
筑钢结构技术规程》的有关规定。过渡层钢柱伸入
关于过渡层柱钢骨上栓钉的传力机制和计算方下层的钢骨应在由梁下皮算起的2倍钢柱截面髙度
法,目前研究很少,规程提出两种方法供参考。
范围内设置栓钉,栓钉的直径不小了19mm,水平及
第一种方法是考虑柱底钢骨截面达到屈服弯矩竖向中心距不大于200mm,栓钉边距不大于
M,该弯矩由柱底钢骨剪力产生的抵抗矩和栓钉
100mm
抗剪作用,受剪承载力较大。
回
埋入式柱脚是深埋于混凝土基础梁中的,其基
过盛
础类似于杯形基础,柱钢骨在基础表面位置应设置
(ED)+( ET)SRC_l?
较强的加劲肋,以求受混凝土传来的压力,但应便于
混凝土灌注。此外,埋入部分的外包混凝土必须达
到一定的厚度,并满足一定的抗カ要求。本规程参
温土忙
A-A
考结构设计规定,列入保护层混凝土的最小厚度
图2筋混凝土柱与钢柱间的过渡层
和基础梁端部防止挤穿所鴛要的厚度。保护层厚度
中间柱为180mm,边柱外侧为250mm,挤穿所厚
(2)过渡层钢柱外包混凝土后,其截面刚度应为
度需另行计算
下部钢骨混凝士柱和上部钢柱截面刚度的中间值
现将两种情况下埋入式柱脚的承载力算式说明
宣取(0.4~0.6)(FI)sRc+(EI)、,其中(EI)sRc为
如下。若柱脚埋深为m,基础顶面(即柱底截面)钢
过渡层下部钢骨混凝土柱的截面刚度,(Er)、为过骨部分的内力分别为N
渡层上部钢柱的樴面刚度。过渡层外包混凝土的厚矩形分布,混凝士承压强度为fe,设受剪需要的承
度按刚度要求确定,但不得小于50mm。外包混凝正高度为hn柱钢骨底部截面的弯矩设计值为MB,
土的配筋按构造要求确定。
柱钢骨埋入部分的有效承压宽度为b。,则
二、柱脚
1)当柱钢骨的埋深a>h。时(图3(a),由水
钢骨混凝土柱的柱脚分为埋入式柱脚和非運入
平力平衡和弯矩平衡条件可得
式柱脚,后者相当于高层钢结构中的外包式柱脚,因
(17)
对于钢柱来说是外包,而对钢骨混凝土柱来说,钢骨
外面始终有視凝土层,就不好说是外包,而改用非埋M-Mvn
入式柱脚的名称是参考了日本的叫法。非埋入式柱将此二式联立求解,即可得《规程》中给出的柱钢骨
脚在受剪的机制方面与钢结构的外包式柱脚也有所底部截面的轴力、弯矩和剪力设计值计算公式。其
不同,前者考虑在钢骨与混凝土两个界面上的剪切中V3=0表示剪力全部由需要的承压高度h、提
破坏,考虑箍筋的抗剪作用;后者考虑纵筋的抗剪作供。根据我国(钢结构设计规范》的规定,柱脚锚栓
用,要设置附加纵筋。埋入式柱脚与钢结构的埋入不得用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力应
式柱脚受力情况基本相同,但计算公式不同
由底板和混凝士基础间的摩擦力或设置抗剪婕承
屣害表明,非埋入式柱(特别是地面以上的)受。因此,只要进行合理的没计,此种柱脚的底部仍
易产生破坏,故对有抗震设防要求的结构,賞优先采可承受一定的水平剪力。
用埋入式柱脚。若在刚度较大的地下室范围内,并
(2)当柱钢骨的埋深hg≤h、时(图3(b),计算
有可靠的揹施时也可考虑采用非埋入式柱脚
公式可用类似方法求出,由于ん=0,故公式较筒
1.埋入式柱脚
单,此处不拟赘述
埋入式柱除钢柱底板和锚栓的抗弯作用外
设结构底层的净高为Hn,并设反弯点在柱中
主要靠钢骨侧面混凝土的支承压力抗弯。对钢骨混点,取柱底截面钢骨的弯矩M=M,则钢骨的剪
凝土柱的埋置深度,本规程参考日本标准,不作规カva=2Ms/Ha,代入以上弯矩平衡条件式,并取
定,埋深可按抗剪縉要设置。高层钢结构对埋入式MB=0,可求得最大遲深hg,mx。此式较长,在《规
柱脚的埋深規定为对轻型钢柱不小于钢柱截面高度程》的条文说明中给出,此处不拟重复。不难看出
的2倍,重型柱和箱型柱不小于钢柱截面高度的
当柱脚埋深大乎最大埋深时,柱脚设计可不必进行
倍。钢骨混凝土柱中钢骨的截面一般不太大,若考特判验算,此时钢柱底板和锚栓可根据构造和施工
虑2倍截面高度,不难满足。本规程参考日本规定,要求设置。当んg将入式柱脚的计算分为埋深较浅和埋深较深炳种
侧压力在钢骨上作用的有效宽度b。由腹板边
情况。埋深较浅的柱脚只能通过钢骨底板的摩擦力的圆弧或角焊缝端部按45°向外扩展求