对混凝土柱钢梁结构形式的探讨

预制钢筋混凝土柱 -钢梁混合框架结构的工程应用摘要：筋混凝土柱－钢梁混合框架（RCS框架）是一种新型的混合结构体系，其结构构件选型充分发挥了钢筋混凝土结构和钢结构各自的优点，是一种经济高效值得推广的结构形式。

该体系与钢结构相比，采用钢筋混凝土柱充分利用了其受压性能的优势，同时兼具刚度大、耐火性能和耐久性能好的优点，既节省了钢材降低工程造价又提高了结构的整体稳定性。

与钢筋混凝土结构相比，采用钢梁减轻了结构自重，减小了构件截面尺寸，进而增加有效使用空间，又可节省支模工序和模板，缩短了施工工期。

关键词：预制钢筋；混凝土柱-钢梁；混合框架结构引言钢筋混凝土柱-钢梁(reinforcementcolumn-steelbeam，ＲCS)混合框架结构体系是竖向承重构件采用钢筋混凝土柱、水平承重构件采用钢梁的抗弯框架结构体系，其设计理念充分体现混合结构以下特点:一方面，框架柱主要承受竖向和水平荷载，可视为压弯构件，采用受压性能良好的钢筋混凝土，与钢柱相比更经济;混凝土构件厚实截面可显著增加结构抗侧刚度、减小层间侧移，且能有效避免钢构件薄柔截面存在的失稳缺陷;钢筋混凝土柱具有优良的防火耐腐性能，与钢柱相比可进一步降低防火耐腐涂层用料和人工成本。

另一方面，框架梁主要承受楼面和墙体荷载，可视为受弯构件，采用抗拉性能优异的钢材，实现了在增大构件空间跨度的情况下尽量减小截面尺寸，从而增加房屋的有效使用空间，提高工程建设速度，缩短工期，直接节约了楼盖混凝土模板与临时支撑费用;自重较小，可减小整体结构地震作用，增加结构抗震安全性能和延性，降低基础造价。

ＲCS混合框架结构体系兼具钢筋混凝土和钢材的优点，能够最大限度地发挥材料性能优势，是经济高效的结构形式。

1 RCS梁柱节点设计结构设计中钢梁以200mm为主要截面宽度，钢梁居中或偏心跨越框架柱，以保证钢梁两侧距离柱面宽度均不小于200mm控制钢梁定位，此项构造措施既利于RCS梁柱节点区域混凝土的浇筑，又易于梁侧建筑隔墙的砌筑。

． 钢梁与钢管混凝 土柱 的半 刚性 连接是指节点在外力作用下 ， ２ ２ 加 强环 式节点
外加强环式节点是 Ｃ Ｃ ８ ９ Ｅ Ｓ２ ：０钢管混凝土结构设计 与施工
也是 迄今为止 ， 研究最成熟 、 应 半刚性节点不仅 能够传递剪 力 ， 还能传递部 分弯矩 。对于半 刚接 规程所推荐使用 的节点形式之一 ， 节点 ， 由于受力过程 中梁和钢 管混凝 土柱轴 线 的夹 角发生 改变 ， 用最多的一种节点 形式。它是 钢管混 凝土柱 在梁 ห้องสมุดไป่ตู้上下翼缘 位 与梁熔 透焊缝 连接后 ， 传递梁端 弯矩 ， 同时在上 会引起结构 内力重分布 ， 构受力 比较复杂 ， 结 且变形较大 ， 因此 在 置设 上下加强环 ， 下环问焊一竖板 ， 用角焊缝与钢管柱表相连， 通过高强螺栓或焊接 设计 中采用时须 慎重对待 。 方式与梁腹板相连以传递梁端剪力的节点形式 。加强环 的宽度和 １ ３ 刚接 节 点 ．
维普资讯
第３ ４卷 第 ４期
・
１２ ・ ０
２００８年 ２月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ Ｃ＂ ＵＲＥ ＴＥ Ｉ 、
Ｖｏ＿ ４ Ｎｏ． Ｉ３ ４ Ｆｌ ｅ ｂ． ２ ｏ８ ０
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ０ —１ ２０ １ ０ ．８ ５ ２ ０ ）４０ ０ —２
是： 在受力过程 中 ， 梁和钢管混凝土柱轴线 夹角始终不变 ， 梁端 的
钢 管 混 凝 ４柱 －
弯矩 、 轴力和剪力通过合理的构造 措施安全 可靠地传给柱身 。
２ 节点形式 介绍
梁柱节点 的不 同设 计思 想必然带 来节 点构造 处理风格 的迥
异。文 中主要介绍梁框架节 点采用 柱贯通 （ ｈｏｇ ｏｕ ） ， Ｔ ｒｕ ｈＣ ｌ ｍｎ 式 即钢梁不得整体连续穿过钢管混凝土柱 ， 而是通过一些 构造措施 使钢梁连接 在柱侧 的设计方案 。

浅谈钢结构框架设计中钢管混凝土柱的运用及注意点摘要：在本文中，通过近期项目设计过程中，借鉴往期的文献及规范要求，总结了一些钢结构框架设计中，钢管混凝土柱布置的考虑因素和设计原则，以供工程师在后续实际项目设计中参考，制定具有针对性的布置方案。

关键词：钢管混凝土柱；钢框架结构；设计原则引言钢管混凝土结构柱是指将钢管内灌入混凝土而形成的一种组合结构柱，该结构柱可以充分将钢材与混凝土的优势结合在一起；较混凝土柱，提高结构柱的塑性和冲击韧性，较钢结构柱，避免钢管因壁厚较薄而容易产生的屈曲情况破坏[1]。

基于其性能的优越性，我国从20世纪中期大量运用于工业建筑，在实际运用过程中逐渐积累了工程经验后，至20世纪本80年代中期，大量的运用于高层建筑。

本文将高层钢结构框架设计中钢管混凝土柱的运用遇到的问题，在方柱或圆柱的选型、整体指标刚重比的限值取值、钢管混凝土柱嵌固条件的确定、连接节点尺寸与建筑功能协调等方面，给出一些总结性建议。

1.方柱或圆柱的选型：由于方钢管与圆钢管在受力过程中的相同点在于都要经历三个阶段，即弹性阶段、弹塑性阶段和塑性破坏阶段；不同点在于两者最终的破坏形态，方钢管的破坏形态有局部鼓曲破坏和整体弯曲破坏两种，而圆钢管试件由于钢管对混凝土的约束效果较好，仅发生中部弯曲的整体挠曲变形破坏[2]。

目前的试验及有限元分析结果得出的结论为：轴心受压时的套箍效应，控制材料面积相同且套箍系数相同的情况下，圆形钢管混凝土柱的轴心抗压强度设计值明显高于方钢管混凝土抗压强度设计值，且紧固效应均匀[2]。

而在长细比、截面面积和用钢量相近的情况下，对圆形钢管混凝土柱与方钢管混凝土柱，当受偏心压力和较小侧向力时，方钢管混凝土柱的抗弯刚度大于圆钢管混凝土柱，抵抗弯曲变形的轴向承载能力优于圆，钢管混凝土柱。

当受偏心压力和较大侧向力时，方钢管混凝土柱会因产生局部鼓曲，产生变形后抗弯刚度会急速下降，以至于其抗弯曲变形的轴向承载能力削弱[3]。

钢-混凝土组合结构的设计与应用钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。

钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。

钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。

本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。

首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。

常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。

组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。

在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。

剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。

例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。

在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。

钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。

例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。

钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。

混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。

通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。

在实际应用中，钢-混凝土组合结构已经在多个工程项目中取得了显著成效。

例如，上海的东方明珠广播电视塔通过采用钢-混凝土组合柱和组合梁结构，实现了建筑物的高强度和高稳定性，成为现代建筑工程的杰出代表；英国的伦敦塔桥通过采用组合梁和组合楼板结构，提高了桥梁的承载能力和耐久性，确保了桥梁的安全性和使用寿命。

工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司，天津市300000)n。

脯要】近年来钢管混凝￡柱在工程中得到广泛的应用，本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点，希望与大家分享。

，．饫蒿黔初钢管混凝主柱；钢粱节点；形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土，实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。

该结构可使构件截面减小，承载能力提高，整体重量减轻：由于钢管壁板不需太厚，可大量使用国产钢材并实现工厂化生产：能够大幅度节约钢材和基础费用，降低结构造价；因施工中可省去大量支模板的工作，．--_r使T期缩短1／4—1／3，环境污染小；由于柱子截面的减小，可使使用面积增加5％～80／0。

由于节点是诸多构件的力流交汇之处，节点的受力模式较之于—般构件更为复杂，特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂，而且节点联系着多个构件，其失效的后果比起—般的构件更为严重，因此，在工程实践中，对节点的性能应格外重视。

1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1．1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80％以上。

这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接，如果梁端剪力较大，也可在柱E增设牛腿，以传递过大的梁端剪力。

铰接节点构造简单，施工方便，但只能传递较小的弯矩，主要是用于传递粱端剪力。

12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。

梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。

半刚性节点不仅能够传递剪力，还能传递部分弯矩。

对于半刚接节点，由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变，会引起结构内力重分布。

结构受力比较复杂，且变形较大，因此在设计中采用时须慎重对待。

13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下，对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900／o以上。

混凝土柱-实腹钢梁结构形式的计算和设计1.引言自"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"CECS 102：98公布实施以来，门式刚架结构在我国迅速发展，得到越来越广泛的应用，逐渐成为建筑结构中发展最快的结构类型之一。

它以结构简洁、刚度良好、用钢量省、建设周期短及制作安装方便等一系列优点，深受欢迎。

但出于节约钢结构防火、防腐费用或满足建筑功能方面的考虑，慢慢产生了采用混凝土柱-实腹钢梁这种结构形式的工业厂房。

对于此种结构形式，外形类似门式刚架，但其受力又完全不同于门式刚架。

由于目前尚无相应的规范规定，所以设计者对它的争议很多，实际工程中造成的问题和隐患也不少。

本文通过对混凝土柱-钢梁结构形式的分析，谈谈此种结构设计中容易被忽视的问题及实用的设计方法，供设计人员参考。

2.混凝土柱-实腹钢梁结构的分析2.1结构形式和体系混凝土柱-钢梁结构的形式应用最多是双坡单跨或双坡多跨的形式，如图1所示。

横梁为实腹式焊接工字形钢，一般采用变截面。

计算模型混凝土柱脚刚接，混凝土柱与钢梁可采用铰接，也可采用刚接。

混凝土柱-钢梁这种结构形式规范并没有明文规定，严格的来说，它并不是真正意义的门式刚架。

它更像排架，类似于单层工业厂房混凝土柱加梯形钢屋架或轻型钢屋架的做法。

但它又不同于排架结构，排架结构的计算模型假定屋盖是刚性的，受力后横梁的轴向变形忽略不计。

而混凝土柱-钢梁体系中，横梁轴向变形不能忽略，且梁始终对柱有水平力作用。

2.2 设计时规范的选用由于材料及连接形式的不同，致使这种结构形式的单榀刚架受力截然不同与一般的门式刚架，这类结构已经超出了门规的适用范围，故不能直接采用"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"进行设计。

在进行工程设计时，混凝土部分的计算及构造应采用"混凝土结构设计规范"，钢梁部分根据文献[5]的研究，对于具有轻型屋盖或吊车起重量不大的结构，该部分结构的设计、制作和安装可参照轻钢规程执行，但应进行整体分析，包括抗震分析，以考虑混凝土、钢两部分结构之间内力和位移的影响。

互动空间混凝土柱上加钢梁的相关问题探讨话题id=284,651971 问题的提出okok:在混凝土柱上加钢梁,推力很大,有何解决方法?李涵:混凝土柱上加钢梁结构须要加抗剪件吗?我发现许多这种结构都不加抗剪件。

2 问题的讨论wghsts:屋盖系统是一个比较复杂的体系,国内外都经过了一个比较漫长的发展时期,我国一直沿用前苏联的做法,尤其是空腹屋架,以前一直使用比较多,而实腹钢梁过去基本上不使用,我们在讨论水平推力问题时,要结合具体屋架的形式,有的形式会有水平推力,有的不会。

wanyeqing2003:这个问题值得探讨。

现行的屋架标准图中也未考虑设置抗剪件。

flywalker:现行标准图上未设抗剪件主要是针对屋架而言的,这不同于钢梁+混凝土柱的结构,因为屋架产生的推力由下弦承担,对下部结构的推力没有或很小。

而一般的H型钢梁产生的水平推力得依靠下部结构来承担,所以设置抗剪件有时候是需要的。

浙大校友;原则上说,钢梁不能有水平力,否则,混凝土悬臂柱难以承受。

1)假如水平推力20kN,柱高7m,则弯矩140kN m,试想要多大配筋?400m m400m m的混凝土柱,单侧也得配3 ! 25。

2)一般,钢梁与柱顶用螺栓连接;考虑抗拔是主要的。

3)水平力可以靠椭圆孔释放,虽然水平力还会有一点,但好很多。

4)要做得严格,应该在节点处设置圆钢做成辊轴的支座。

5)如果要刚接,也是可以的,只是螺栓可能稍多一些;梁断面也必须根据刚接设计了。

lazj1:一端平板支座,一端橡胶支座。

李涵:混凝土柱+钢梁形式,我现在一般这么处理:如果支座采用一端铰接,另一端做成平动释放,则不加抗剪件,因为这种结构水平力已经通过椭圆孔释放,混凝土柱基本不承受剪力:如果支座用两端铰接,混凝土柱承受剪力,则必须加抗剪件。

南华人:计算模型采用支座一端铰接,另一端做成平动释放,这样比较合理。

平动释放端支座构造上应做处理,常采用椭圆孔,不过椭圆孔的长孔大小必须根据结构分析确定的最大滑动位移确定,而且必须留有余量,这点在工程实践中容易忽视,有的工程师虽然设置了椭圆孔,但椭圆孔的长孔直径设置不足,应引起重视。

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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
钢管混凝土柱--钢梁节点类型及优缺点分析
作者： 作者单位计研究院 吉林长春 130000
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 2013(24)
以 上 是 对 于 常见 的 一 些 钢 管 混 凝 土
柱 — 钢 梁节点的 构 造及优 缺 点 进行简要 的 介绍和分析。在实际建 筑 施 工过程中，施 工 人员经常也 根 据 具 体 情况 开发 设 计出一 些 改良型的节点 形式 或 者创新出一 些 非常经 济 适用的节点构 造。总而言之，节点的大 量 运 用为 施 工 带 来了便 利，也 让 钢 管 混 凝 土 和钢梁这两种不同形式的建筑材料能够有 机 地 融 合在 一 起 共同发 挥 支 撑建 筑 物 的 作 用。
1 钢管混 凝 土柱 — 钢梁节点的基 本分 类
钢 管 混 凝 土柱 — 钢 梁节点已 经在国内 外的多、高层建 筑中得到较为广泛的应用。 在实 际应 用中，钢 管 混 凝 土柱 和 梁 组 成 框 架 或 排 架。根 据 钢 管 混 凝 土柱 和 钢 梁 之间 是 否出现 相 对 转 动，或 者 按 梁 柱 间的 弯 矩 传递情况来分，钢管混凝土柱— 钢梁节点可 以 分 为三类：铰 接 节点、刚 性 节点、半 刚 性 节 点。在科学研究和实践 过程中，研究者和结 构工程师们 根 据 节点的设 计原则和 连 接力 的传 递形式，发展出了一系列新颖独特且经 济 适用的节点连接形式，如外环板式节点、 内隔 板 式节点、钢 梁贯通 式节点、栓 钉锚固 式节点、钢 筋 贯通 式节点等。李威 2 011年 在 其博士论文中对主要 的节点 形式 进行了归 纳，具 体 如图1所 示：

关键 词 ： Ａ Ｎ 骨柱 混凝 土梁 梁柱 节 点 利 弊
刖 昌
匕 ＝ 一
—
随着现代建筑的不断发展， 钢筋混凝土结构与钢结构混合应用于结构体
一
。 牛 。
＿
系 中的情 况 越来 越 多。 钢骨 混 凝土 柱作 为 衔接 钢筋 混凝 土 结构 和 钢结 构 的 中
间环 节 已经 在工 程 中频 繁运 用 。 而 钢骨 混 凝土 柱梁 柱 节点 的设 计 和施 工较 为
４ 钢 牛腿 法
钢 牛 腿法 是 在钢 骨翼 缘 上预 焊钢 牛腿 ， 将 钢骨 翼缘 宽 度 范 围 内的 梁纵 筋
纵 筋 直穿 法 因为在 钢 骨上 开设 了较 多 的穿 筋 孔 ， 特 别 是翼 缘 上 的穿 筋 孔
削 弱 了相 对重 要 的钢 骨翼 缘 ， 因此需 采取 一 定 的补 强措 施 。 常见 的 补强 措 施 焊 于 牛腿 上 、 下 翼缘 板 上 ， 钢 骨腹 板仍 可采 用 纵筋 直 穿 的形式 。 其 做法 与 钢筋
一
端 带有 螺 纹 ， 拧 入接 驳 器 ， 其 连接 满 足相关 规 范要 求 。 钢 筋接 驳 器法 的优 点是 便 于 施 工 ， 钢 筋 无 需 弯折 ， 梁 柱 节点 区混 凝 土 易
纵 筋 直 穿 法 的优 点 是便 于 施工 ， 传力直接 ， 梁 柱 节 点 区 混 凝 土 易 于 浇 捣， 整体性好 ， 纵 筋 数 量 较 多 时 也 可 应 用 。 缺 点 是 当 纵 筋 位 于 钢 骨 翼 缘 宽
共３ 个穿筋孔 ， 当钢骨制作有一定偏差 ， ３ ４ ＂ 孔不在一条 直线上时 ， 穿 筋 会 非常困难 ， 需 弯折钢筋或扩大穿筋孔 ， 既 增 加 了施 工 工 作 量 ， 又 损 伤 了钢

２ ６
作
者 ： 建 良 ， ， ９ ８年 出生 ， 程 师 。 陈 男 １７ 工
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收 稿 日期 ： ０ ０ ０ １ ２ １ ４— ４
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ｓ ｃ ｉｎ ｄｉ ｅ ｓｏｎ ａ ｐａ ｎ ｓ ｒ ｔ ｒ ｌｃ ｐ ｂｉｉｙ ｗｅ ｅ ｆ ｎｄ，ａ ｄ ｃ ｕｌ ｅ ｒ ｆ ｒ ｎｃ ｄ ｂ ｅ ｉ ｅ ｓ ｅ ｔｏ ｍ ｎ ｉ ｎｄ ｓ ｎ ｏ ｔ ｕｃ ｕ ａ ａ ａ ｌｔ ｒ ｏｕ ｎ ｏ ｄ ｂ ｅ ｅ ｅ ｅ ｙ ｄ ｓｇｎ ｒ ． ＫＥＹ ＯＲＤＳ：ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｃ ｌ ｍ ｎ；ｓ ｅ ｌｂｅ ｍ ；ｇｒ ｄｉｎｔ ｐ ｎ Ｗ ｏ ｒ ｔ ｏ ｕ ｔ ｅ ａ ａ ｅ ；ｓ ａ
梁柱节 点采用 刚接 的连 接措 施 ， 由于两 者 材 料 刚 而 度 的 巨大差异 ， 一处理 方法 被广 为诟病 ， 家趋 向 这 大 于认 为 采 用 铰 接 的 连 接 措 施 才 是 更 为 合 理 有 效
的 。
｝ 土柱 与 钢 梁 为铰 接 ， 昆凝 混凝 土 柱 底 为 固定 支 座， 计算 模 型如 图 １ 示 。 所
度 、 构 高度 、 面 尺 寸 、 构 跨 度 等 对 结 构 性 能 的 影 响 ， 供 设 计 人 员参 考 。 结 截 结 可 关键 词 ： 凝 土 柱 ； 梁 ；坡 度 ； 度 混 钢 跨

型钢混凝土梁柱节点连接形式与构造探析一、型钢混凝土组合结构的特点型钢混凝土结构是以型钢周围配置钢筋和浇筑钢筋混凝土的埋入式组合结构体系，这种结构体系在日本称之为钢骨混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）。

在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构（Steel Encased Concrete），在前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。

由于型钢混凝土结构中的型钢与其外包混凝土结构共同工作，两类材料的强度都能得到充分利用。

与钢筋混凝土结构相比，由于内埋了型钢而使结构承载力大为提高，且具有较大的延性，抗震性能好；此外，型钢在施工阶段可做为支架结构。

与钢结构相比由于外包混凝土的约束，可以防止钢构件的局部失稳并提高构件的整体刚度，从而使钢材的强度得以充分利用，节省钢材；外包混凝土还能提高钢构件的耐火性和耐久性。

由于型钢混凝土结构具有许多优点，因而在许多国家得到了广泛应用。

型钢混凝土结构中的型钢除采用轧制钢外，还广泛采用焊接型钢，此外还配合使用钢筋和钢箍。

型钢混凝土梁和柱是最基本的构件，型钢的布置形式可以分为实腹式和空腹式两大类。

实腹式型钢可由型钢或钢板焊成，常用的截面型式有I、H、工、T、槽形等和矩形及圆形钢管。

空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成，材料比较节省但制作工序较多。

实验表明配置实腹式型钢的型钢混凝土柱具有良好的延性性能和耗能能力，适用于抗震设防区。

二、梁柱节点的连接形式与构造框架梁柱节点为梁和柱的重叠区域，是保证结构承载力和刚度的重要部位。

型钢混凝土组合结构中的梁柱连接有型钢混凝土柱与型钢混凝土梁的连接、型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接以及型钢混凝土柱与钢梁的连接。

梁柱节点的连接构造应做到构造简单，传力明确，便于混凝土的浇捣和配筋。

例如型钢混凝土梁柱节点部位型钢和钢筋纵横交错，除了应能保证梁端型钢部分的应力可靠地传递到柱型钢外，同时还要便于浇筑混凝土，以保证节点区混凝土的密实性。

1、引言单层工业厂房作为工业建筑中的一种，具有简单、实用、经济等特点，采用钢筋混凝土柱和钢梁结构体系是较为常见的构造形式之一。

本文旨在对单层工业厂房钢筋混凝土柱和钢梁结构体系进行探讨，重点分析其设计和施工中的关键技术及存在的问题。

2、钢筋混凝土柱和钢梁结构体系的设计2.1、柱的设计钢筋混凝土柱是单层工业厂房结构中承受垂直荷载的主要承载构件，其设计应按照相关规范和标准进行。

设计中需要考虑柱的截面形式、尺寸、钢筋配置、混凝土强度等因素，同时考虑到工程实际情况和经济性进行合理选择。

在施工过程中，应对柱的加固、预制构件的连接等技术问题进行精细设计和施工方案的制定。

2.2、梁的设计钢梁在单层工业厂房中主要承受水平荷载和跨度荷载，其设计应充分考虑结构稳定性和安全性。

梁在设计中需要考虑断面选型、尺寸、布置钢筋、连接方法等因素，根据实际情况选择合适的构造形式。

梁的连接方式也需要经过精细设计和完善构造，确保连接的强度和稳定性。

3、施工关键技术3.1、钢筋加工和安装钢筋混凝土柱和梁结构中钢筋的加工和安装是施工的重要环节之一，应注意钢筋的质量、长度、截面形状、钢筋间距等因素。

在加工过程中，应保证钢筋的准确度和精度，按照设计要求进行布置。

在安装过程中，应注意连接方法和固定方式，保证连接牢固，避免钢筋的位移和松动。

3.2、混凝土施工单层工业厂房中的混凝土施工需要注意混凝土的配合比、制作、运输、浇筑和养护等环节。

合理选择混凝土搅拌设备，及时调整配合比，控制水灰比和混凝土的均匀性。

在浇筑时，应注意浇筑速度和顺序，防止混凝土孔洞和裂缝的出现。

3.3、梁和柱的连接钢筋混凝土柱和梁结构中连接部位是重要的施工关键点，需要选择安全、牢固、经济的连接方案。

在连接过程中，应注意钢筋的沿轴方向排布、位置的精准和节点压实度的控制。

采用专业的施工材料和设备，遵循相关规范和标准，经过严格的施工工序和质量验收确保连接的强度和稳定性。

4、存在问题及建议目前，单层工业厂房钢筋混凝土柱和钢梁结构体系在设计和施工中存在如下问题：4.1、柱子和梁的截面设计不合理，无法满足工程实际需求。

对混凝土柱钢梁结构形式的探讨摘要：混凝土柱钢梁结构的形式是在大跨度单层工业厂房的改造和发展基础之上形成的，而混凝土柱钢梁结构形式的建筑仍未形成设计和建设的规范。

混凝土柱钢梁结构形式的设计应根据具体的形式，从而根据具体的工程建设建立柱顶和钢梁的混凝土钢梁结构的设计实现，从而建立有利的混凝土柱钢梁结构，实现有效的钢梁的结构形式的建设和施工。

关键字：混凝土柱；钢梁；结构形式一、混凝土柱钢梁结构形式概述大跨度单层工业厂房一般使用门式刚架轻型房屋建设，相对于其他技术而言具有十分的优越性，跨度也在建设过程中逐渐增大，然而随着市场的发展和建设，钢材市场的价格日渐不稳定，钢材的价格在一定程度上得到了提高，钢柱的用钢量大于钢梁的用钢量，并且防火涂料在钢柱中的使用是必须的，而防火涂料价格昂贵，并且由于工程建设的需要，混凝土柱钢梁的使用逐渐得到了业主的认可，实现了传统钢筋混凝土柱焊接工艺钢梁的设计结构形式[1]。

二、混凝土柱钢梁结构形式设计和施工中的问题当前国家现有的规范和相应的工程建筑未对混凝土柱钢梁结构形式的施工管理建立工程未对其有着规范而标准的规定，具体的混凝土柱钢梁结构施工过程中的受力结构的分析以及变形限值等具体的施工管理的数据进行专门而规范的规定，相应建设工程的设计和施工人员甚至混淆了混凝土柱钢梁结构和门式钢架结构，并且在施工过程中参照门式钢架设计，由此将相应的建筑工程的钢梁结构设计进入了施工和设计的误区，为工程项目的使用和发展带来了安全的隐患[2][3]。

从混凝土柱钢梁结构的假定条件出发，通过模拟建设等发展形势，根据仿真的模型和结构的设计明确具体工程的受力特点，了解相应钢梁结构形式的明确分析和掌握其使用的范围和作用发生的条件，从而建立科学合理的施工管理和安全质量控制。

由于混凝土柱钢梁结构中的柱顶和混凝土柱钢梁结构的钢梁的良好结合形式是由完全不同的两种材料组成[4]，钢梁属于弹性材料而混凝土柱是弹塑性材料，若混凝土柱钢梁结构的柱顶上的相应混凝土节点当作刚性的节点，从而建立了十分复杂的受力模式，但混凝土柱钢梁结构柱和螺栓的连接的最佳方式是铰接，从而造成了混凝土柱钢梁结构的柱顶节点的构造十分复杂，这就为混凝土柱钢梁结构的设计和施工带来了一定程度的困难，同时也增加了工程建筑的造价，然而完全的刚性节点只能在理论上形成和建立，相应的施工也只能通过加强钢梁的构造，在具体的设计中应根据具体的建设施工应提高钢梁跨度中的弯矩系数。

按类似混凝土柱加梯形或三角形屋架的排架体系 建模。
笔者却认为混凝土柱顶最好与钢梁铰接， 当跨 度和坡度较大时， 最好梁底设拉杆， 但不应按类似 混凝土柱加梯形或三角形屋架的排架体系建模， 而 应按实际建模， 具体理由如下： 当柱顶与钢梁刚接 时， 这种结构看似门式刚架， 但混凝土柱顶很难实 现与人字形钢梁真正刚接， 一般也只是钢梁通过梁 端竖放式端板或者加设一小段竖放式钢柱与混凝 土柱中预埋的螺栓相连来形成刚接， 因此这不算是 真正的刚接， 其受力也不好。因钢梁属弹性材料， 而 混凝土属弹塑性材料， 为脆性材料， 虽然混凝土构 件可通过配置钢筋来承受弯矩和剪力， 但在柱顶连 接部位的抗拉抗冲切性能较差， 在外力作用下很易 松动和破坏。连接点的设计和施工都很复杂， 且由 于传力不可靠， 一旦连接松动， 钢梁将会受到比设计 内力大得多的弯矩， 很有可能引发安全事故， 因此设 计时还必须适当提高钢梁的跨中弯矩系数， 既不能 保证结构安全也不经济。
目前这类结构的设计往往考虑节约而在山墙 处不再设钢梁， 将屋面直接采用山墙承重， 实际上 这是不符合抗震要求的。ＧＢ ５００１１－ ２００１《建筑抗震 设计规范》第 ９．１．１－ ７ 条提到： “厂房的同一结构单 元内， 不应采用不同的结构形式； 厂房端部应设屋 架， 不应采用山墙承重； 厂房单元内不应采用横墙 与排架混合承重”。规范条文说明中也提到“因为不 同的形式结构， 振动特性不同， 材料强度不同， 侧移 刚度也不同。在地震的作用下， 往往由于荷载、位 移、强度的不均衡， 而造成破坏”。因此， 在抗震要求 下， 山墙处必须另设钢梁， 而不应直接由山墙来承 受屋面系统。 ２．５ 设置伸缩缝的间距
对于设置伸缩缝的间距， ＧＢ ５００１０－ ２００２《钢结 构设计规范》已有定论， 具体见规范第 ８．１．５ 条的注 明： “厂房柱为其他材料时， 伸缩缝间距按相应规范 规定”。现柱改为混凝土柱， 故尽管屋面为轻钢屋面， 但伸缩缝的设置还是应按混凝土柱设置， 即采用 ＧＢ ５００１０－ ２００２《混凝土结构设计规范》上的有关规定。 另由于目前混凝土柱一般采用现浇柱， 且为了增强 厂房的纵向刚度和承担围护墙的重量， 在纵向设有 现浇连系梁， 这样一来纵向实际成了框架， 所以伸 缩缝的最大间距应为 ５５ｍ， 只有在有充分依据和可 靠措施时， 其伸缩缝的间距才可适当增大， 如混凝土 浇筑采用后浇带施工， 或采用专门的（ 下转第 ６ 页）

型钢混凝土组合结构钢梁、钢柱拼装施工工法型钢混凝土组合结构钢梁、钢柱拼装施工工法一、前言型钢混凝土组合结构是一种结合型钢和混凝土的新型结构形式，具有良好的抗震性能、刚性和耐久性。

其中，钢梁和钢柱是该结构的核心组成部分。

为了提高施工效率和质量，型钢混凝土组合结构钢梁、钢柱拼装施工工法应运而生。

二、工法特点该工法的特点主要体现在以下几个方面：1. 拼装式施工：钢梁和钢柱采用预制的模块化部件，通过螺栓连接拼装，减少了现场焊接的时间和工艺要求，提高了施工效率。

2. 结构灵活性：拼装的结构件可以根据实际需要进行调整，提供了更大的设计灵活性和施工适应性。

3. 组合性能优越：型钢和混凝土的结合使得结构具有较高的综合性能，既兼具了钢结构的高刚度和抗震性能，又具有混凝土结构的耐久性和耐火性。

三、适应范围型钢混凝土组合结构钢梁、钢柱拼装施工工法适用于各类建筑结构，尤其适用于高层建筑、桥梁、厂房、机场等需要较高承载能力和抗震性能的工程。

四、工艺原理该工法的施工原理是通过预制的型钢和混凝土构件进行拼装，实现整个结构的组合。

具体措施包括：1.钢梁、钢柱的预制：将型钢按照设计要求加工成标准尺寸的构件，混凝土柱使用预制的钢模进行浇筑。

2. 构件运输和安装：将预制的构件运输到施工现场后，使用起重设备进行安装。

3. 拼装连接：利用螺栓将钢梁和钢柱连接在一起，形成整个结构体系。

五、施工工艺1. 地基处理：根据设计要求进行地基的处理和加固，以确保结构的稳定性。

2. 钢梁、钢柱的预制：按照设计要求对型钢和混凝土构件进行预制。

3. 构件运输和安装：使用起重设备将预制的构件运输到施工现场，并进行安装。

4. 拼装连接：利用螺栓将钢梁和钢柱连接在一起，形成整个结构体系。

5. 混凝土浇筑：根据设计要求对型钢柱进行混凝土浇筑，形成混凝土填充型钢柱。

6. 后续工序：根据需要进行其他施工工序，如墙体、楼板等的施工。

六、劳动组织根据该工法的特点，施工过程需要组织钢结构加工厂、混凝土浇筑工厂、起重设备等资源，并合理安排施工队伍，确保施工的有序进行。

谈钢梁与混凝土柱铰接点设计概要：新增钢夹层的设计重点是钢梁与混凝土柱的连接节点设计。

铰接节点是钢梁与混凝土结构连接最普遍的节点做法，具有受力简明、施工方便、设计简单的优点；应通过比较计算，选取满足受力要求的化学锚栓进行连接。

本文以某典型工程为例，介绍新增钢夹层钢梁与混凝土柱连接节点设计方法及做法。

1工程概况某保税区内二层仓库，每层面积约20000㎡，钢筋混凝土框架结构，屋面为轻钢屋面。

底层层高10.3m，柱截面800×800，柱距9m。

该仓库被某电子类厂家租用，改建为厂房。

拟在4.7m标高处增设钢结构夹层，作为生产车间使用。

夹层楼板为压型钢板混凝土组合楼板，梁为钢梁。

楼面恒荷载标准值为4KN/㎡，活荷载标准值为8KN/㎡。

通过整体计算，改建后原设计桩基可以满足承载力要求。

2节点设计原结构为混凝土结构，钢夹层钢梁需与混凝土柱连接，为了避免在混凝土柱身中部作用弯矩而造成不利，同时也为了避免钢夹层与原混凝土结构整体抗震分析的不确定性，钢梁与混凝土柱连接采用铰接方式，节点计算时主要计算剪力，同时也考虑连接距离产生的附加弯矩的影响。

经过对钢梁强度及变形计算，受力最大的钢梁选用H800×300×12×25（Q345），支座剪力设计值为570KN。

梁柱节点连接处，节点伸出一段连接牛腿，钢梁端部剪力受力点距柱边缘距离为410mm，因此而产生了附加弯矩M=570×0.41=234KN.m。

为了减小这个附加弯矩对柱身的影响，在节点区域上下设置了垂直柱面的封闭式环形箍板，从而通过构造措施在节点范围内平衡附加弯矩。

从而，连接节点由柱各面上的连接板相连而成，上下端由垂直的封闭式环形钢板箍紧，环形板间设置竖向加劲肋形成牛腿，整个梁柱节点区形成了一个封闭的整体。

节点做法详图如下（见图1～3）：图1图2图3可见，钢梁是通过连接节点与混凝土柱连接的，而各柱面上的连接节点板与混凝土柱之间又是通过化学锚栓连接的，化学锚栓受力起到了重要的作用，所以，下面将重点介绍化学锚栓的计算。

混凝土柱实腹钢梁单层厂房在STS中的实现柱采用混凝土柱，屋面体形采用轻钢体系，屋面梁采用实腹式钢梁，这类结构体系在近几年国内的实际应用中较常见。

由于混凝土柱与屋面钢梁的连接处较难达到刚接连接，因此梁柱的连接一般采用铰接连接形式，而一般门式刚架结构中边柱与梁的连接均采用刚接连接形式，由于连接形式的不同，致使这种体系单榀刚架的受力截然不同于一般的门式刚架，设计的时候就不能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱。

采用这种结构形式通常是因为厂房的防火（防腐）等级较高，而钢柱在防火防腐方面是很不理想的，所以一般采用混凝土排架，但业主为了节约成本，屋面就采用轻钢体系，钢梁来代替混凝土梁。

大部分情况是原来设计采用混凝土排架，混凝土柱浇筑了一部分，业主要采用钢梁来代替混凝土梁，这时候，边刚架柱还可以考虑刚接，具体形式为：在混凝土柱头设一段钢柱，钢柱与混凝土柱的连接类似外包柱脚，混凝土柱作为钢柱的嵌固端。

这样钢柱与钢梁即可以采用普通门式刚架节点连接，整体模型可以按门式刚架规范计算（混凝土柱按混凝土规范计算），屋面梁的挠度等控制参数可以按《CECS102：2002》来控制了。

不过这种节点较少采用，建模可以按普通门式刚架操作，就不赘述了。

这种体系中节点的连接形式一般为混凝土柱柱底刚接，柱头与钢梁铰接，多跨情况下的混凝土柱与钢梁的连接采用钢梁连续，混凝土柱铰接于钢梁底部的方法。

这类结构已经超出门刚的使用范围了，结构类型应该选“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且计算地震作用，STS程序会自动按照抗震规范第九章单层钢结构厂房中的规定进行控制；混凝土柱按照混凝土结构设计规范进行设计，满足混凝土设计规范相应要求，钢梁应满足钢结构设计规范相关要求。

当屋面梁采用变截面H型钢梁是，屋面梁的承载力验算应按照门式刚架规程进行验算，以考虑轴力的影响与变截面的稳定验算，但局部稳定应满足钢结构设计规范、抗震规范的要求，挠度控制可以考虑轻型屋面体系对挠度的不敏感，可以较钢结构设计规范中的L/400放宽。