钢-混凝土组合结构复杂节点(三)减少埋入深度的钢骨混凝土柱脚节点

科技   科学   2023-06-05 00:00   湖北  

车辆段工程一般无地下室,首层结构框架柱与桩基承台相连。当首层框架柱采用型钢混凝土或钢管混凝土组合结构构件时,设计可采用图9-1、图9-2做法。

图中框架柱型钢钢骨(或钢管)插入承台后,在承台内部,柱型钢钢骨(或钢管)至周边各桩基中心连线之间配置外伸型钢。外伸型钢与柱型钢钢骨(或钢管)翼缘或缀板连接。采用此种连接方式的优点有3个。

(1)有效减小承台插入深度及承台高度。按照现行《组合结构设计规范》JGJ138的规定,型钢(或钢管)需插入承台不小于2.0D(型钢)或2.5D(钢管)(D为型钢的长边尺寸或圆钢管外径),如首层柱底弯矩较大,还需根据柱底弯矩计算确定插入深度。当型钢截面尺寸较大时,插入深度也相应较大。笔者认为采用图示连接方法后,参照机械锚固的相关原理和规定,型钢(或钢管)的承台插入深度满足计算所需插入深度的0.6倍,即不小于1.2D(型钢)或1.5D(钢管)即可。因此可有效减小型钢(或钢管)的承台插入深度,从而减小承台高度。

(2)有效传递竖向压力至桩基。型钢混凝土柱(或钢管混凝土柱)竖向轴力较大,当为多桩承台基础时,采用图9-1及图9-2的连接方式可有效将框架柱的竖向压力通过外伸型钢传递至桩基,传力途径明确。

(3)框架柱底与承台连接部位设置柱墩。其目的是:①设置柱墩后,首层结构层高可从柱墩顶面起算,有利于整体结构抗震计算。②设置柱墩后,有利于首层柱型钢(或钢管)满足承台插入深度要求。型钢(或钢管)的承台插入深度可从柱墩顶面起算,相当于增大了承台高度。

此外,根据现行《型钢混凝土组合结构构造》04SG523、现行《型钢混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图》12SG904和现行《钢管混凝土结构构造》06SG524的要求,为了吊装和就位过程中型钢构件的有效固定,埋入式柱脚均需设置安装螺栓。实际设计可在承台基础垫层之上铺设钢结构支架,如图9-2所示,该支架在承台混凝土未达到设计强度前对型钢(或钢管)起支撑固定作用。

对未采用独立桩基承台的其他基础类型(筏形基础、十字交叉梁基础等),也可仿照上述做法设置外伸型钢,目的是增加型钢构件施工安装中的稳定性。此时外伸型钢可采用较小的截面尺寸,满足基本构造即可,避免对框架柱及柱墩的钢筋布设造成不利影响,如图9-3所示。


参考文献:城市轨道交通车辆段上盖开发结构设计

Structure and Art
结构设计与艺术展现
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