型钢混凝土梁柱节点小议

叶勇

摘 要：型钢混凝土梁柱节点有着刚度大、承载力高、构件截面尺寸相对较小、延性和耗能性能强等优点，其应用和推广日趋广泛。本文根据实际使用过程中，型钢混凝土梁柱节点的优缺点，分析其应用现状与存在问题，提出如何增强其抗震性能的技术措施。

关键词：型钢混凝土；抗震性能；节点极限；延性

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）09-0070-01

前言

型钢混凝土结构是由内部型钢骨架和外包钢筋混凝土所形成的组合结构，与普通钢筋混凝土结构相比，型钢混凝土结构具有刚度大、承载力高、构件截面尺寸小、延性好和耗能性能强等优点[1]。在很多地震多发区的建筑中，特别是高层建筑和超高层建筑中应用广泛，更能凸显其优越性。在国内外很多新型建筑中，为了适应人们不断追求的安全、舒适居住环境的要求，型钢混凝土结构的应用越来越受到人们的重视，对这方面的研究也逐渐深入。目前，在型钢混凝土结构的抗震性能研究中，型钢混凝土梁柱节点的抗震性能非常重要，对其进行深入研究，更好的掌握其结构性能，以便于在实际施工中应用于实践，具有非常重要的意义。

1 型钢混凝土梁柱节点应用现状及优缺点分析

目前，在我国很多地方，为了适应地震多发的自然灾害的预防和高层与超高层建筑的空间发展需要，型钢混凝土梁柱节点的应用已经得到了推广。型钢混凝土结构在抗震结构的施工中具有很多优点：型钢的刚度高于传统钢筋混凝土结构中的钢筋的刚度，加上混凝土的作用，使得型钢混凝土结构的强度、刚度和耗能能力都具有明显优势；型钢混凝土构件中型钢与浇筑混凝土之间相互约束，不仅弥补了钢结构易屈曲的缺点，而且由于混凝土对型钢的固结作用提高了构件的承载力，使该结构融合了混凝土构件和钢结构构件两者的优点；由于刚度的提高，型钢混凝土构件的截面尺寸要比钢筋混凝土结构小，用钢量少，可以有效地降低层高，提高空间利用率，节约成本，提高施工效率；型钢混凝土结构外包混凝土可以使结构有效地起到防火、防腐、防锈作用；由于其结构的承载力高、刚度大、延性好，能够更好的满足层高要求，并且施工时可以利用型钢承受施工载荷，不用支撑而将摸板直接挂在型钢上，可以加快施工进度；由于其结构的延性好、耗能性能高、承载力高的特点，使得这种结构在抗剪承载力方面性能优越、震动衰减快、对温度变化反应小、抗扭转屈曲性能好，因此具有优良的结构抗震性能。

型钢混凝土梁柱节点抗震结构同时也具有一些不足，例如：由于型钢的存在，在施工时对浇筑混凝土造成了困难；相对于刚结构而言，型钢混凝土结构的施工复杂、工期长；对于型钢节点的试验数据以及受力计算还不是很成熟。

2 型钢混凝土梁柱节点抗震性能分析

在型钢混凝土组合结构中，载荷是通过连接梁和柱的节点由梁传到柱子上的，节点对于地震时外力冲击的衰减起到了重要的作用。由于节点所处的连接方式与连接构件的形状等因素复杂，使得节点处的受力更加复杂，这就造成了影响结构节点抗震性能的因素也很复杂。

2.1 节点的一般构造

型钢混凝土梁柱的主要形式有：有型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁、型钢混凝土柱-型钢混凝土梁、型钢混凝土柱-钢梁三种形式，因为钢筋混凝土梁的造價相对要低，所以，在实际应用中的梁柱节点形式主要是型钢混凝土柱-型钢混凝土梁的形式。节点宜采用柱钢骨贯通形，柱内型钢截面宜采用方便梁的纵向钢筋穿过节点区域[2]。

2.2 节点受力分析

节点在受力以及被破坏的过程中，当节点核心区箍筋数量很少时，是由混凝土控制节点的承载力；继续受剪力作用下，主要靠纵筋的粘结和箍筋的约束力分散压力，钢筋混凝土梁起到了桁架的作用；当核心区混凝土已经破坏，只剩纵筋没有屈服时，混凝土发生开裂，这时混凝土之间的摩擦力和箍筋的拉力抵抗各自的受力，节点的受剪承载力来源于箍筋拉力和梁柱弯曲应力；载荷继续增大时，梁的破损严重，混凝土块之间的摩擦力提供一部分抗剪承载力，节点的抗剪承载力主要是由混凝土和型钢弯矩提供的，处于压力、弯矩和剪力三者的复合作用下[4]。

2.3 型钢混凝土梁柱节点抗剪承载力（抗震性能）分析

其中混凝土的抗剪承载力主要是主要表现为在混凝土在受力后破裂成块时的相互摩擦力；箍筋的抗剪承载力是在钢骨腹板发生屈服和混凝土开裂时，与箍筋的抗拉强度和截面积有关；型钢的抗剪承载力是一个重要的因素，它主要承担了轴力、剪力和弯矩的屈曲，这与型钢钢骨腹板的刚性和弹性有关。

2.4 梁柱节点的总的抗震设计原则

节点的设计非常重要，因为节点在抗震性能的影响至关重要，这是保证结构安全的一个重要部分。在节点的设计中大都遵循“强柱弱梁、更强节点”的设计准则，同时必须要保证节点的链接有足够的强度、良好的延性、构造简单便于安装。

3 结语

型钢混凝土梁柱节点的设计是型钢混凝土结构应用中要考虑的一个重要因素，已经越来越被重视。特别是节点的受力非常复杂，在对其受力的性能、破坏的机理进行充分研究后，明确节点的传力，合理的设计构造的节点，使其满足与各种复杂条件下的地震灾害，是建筑物抗震设计和施工的关键。这些研究将会推动我国建筑事业的快速、健康发展。

参考文献

[1] 刘大海，杨翠如.型钢钢管混凝土高楼计算和构造[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2] 胡轶敏.型钢混凝土粱柱刚性节点构造[J].浙江建筑，2007（07）.

[3] 张新培.钢筋混凝土抗震结构非线性分析[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 陈俊忠，许安邦，陈宗平.钢骨混凝土异形柱抗震性能研究[J].广西城镇建设，2011（08）.