任务分析
钢管混凝土柱节点应具有以下要求
（1）节点应具有足够的整体刚度和承载力，能满足强柱弱梁，节点更强的原则；
（2）节点构造应满足实际中采用的计算模型。刚接或铰接，明确而不含糊；
（3）节点应满足传递内力的功能要求，传力途径明确，简洁而可靠；
（4）尽可能使节点构造简单，节约钢材和施工方便。
通过本次任务学习，掌握钢管混凝土柱节点练接和浇筑要点。
知识集聚
1.等直径钢管对接
等直径钢管对接时宜设置环形隔板和内衬钢管段，内衬钢管段也可兼作为抗剪连接件，并应符合下列规定：
（1）上下钢管之间应采用全熔透坡口焊缝，坡口可取35°，直焊缝钢管对接处应错开钢管焊缝；
（2）内衬钢管仅作为衬管使用时（图12-4a），衬管管壁厚度宜为4～6 mm，衬管高度宜为50 mm，其外径宜比钢管内径小2 mm；
（3）内衬钢管兼作为抗剪连接件时（图12-4b），衬管管壁厚度不宜小于16 mm，衬管高度宜为100 mm，其外径宜比钢管内径小2 mm。
图12-4 等直径钢管对接构造
1—环形隔板；2—内衬钢管
2.不同直径钢管对接
不同直径钢管对接时，宜采用一段变径钢管连接（图12-5）。变径钢管的上下两端均宜设置环形隔板，变径钢管的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚，变径段的斜度不宜大于1 ∶6，变径段宜设置在楼盖结构高度范围内。
钢管分段接头在现场连接时，宜加焊内套圈和必要的焊缝定位件。
图12-5 变径钢管连接示意图
3.钢梁与实心钢管混凝土柱采用外加强环连接
钢管混凝土柱的直径较小时，钢梁与钢管混凝土柱之间可采用外加强环连接（图12-6），外加强环应为环绕钢管混凝土柱的封闭的满环（图12-7）。外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接，外加强环与钢梁应采用栓焊连接。外加强环的厚度不宜小于钢梁翼缘的厚度、宽度c 不宜小于钢梁翼缘宽度的0.7 倍。
图12-6 钢梁与钢管混凝土柱之间的连接示意图
图12-7 外加强环连接示意图
4.钢梁与钢管混凝土柱直径较大采用外加强环连
钢管混凝土柱的直径较大时，钢梁与钢管混凝土柱之间可采用内加强环连接。内加强环与钢管内壁应采用全熔透坡口焊缝连接。梁与柱可采用现场直接连接，也可与带有悬臂梁段的柱在现场进行梁的拼接。悬臂梁段可采用等截面悬臂梁段（图12-8），也可采用不等截面悬臂梁段（图12-9、图12-10），当悬臂梁段的截面高度变化时，其坡度不宜大于1 ∶6。
图12-8 等截面悬臂梁段
图12-9 不等截面悬臂梁段
图12-10 不等截面悬臂梁段
5.钢梁-钢管混凝土柱穿心式连接
当钢管柱直径较大且钢梁翼缘较窄的时候可采用钢梁穿过钢管混凝土柱的连接方式，钢管壁与钢梁翼缘应采用全融透剖口焊，钢管壁与钢梁腹板可采用角焊缝（图12-11）。
图12-11 钢梁-钢管混凝土柱穿心式连接示意图
1—钢管混凝土柱；2—钢梁
6.钢筋混凝土梁与实心钢管混凝土柱连接
钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接时，钢管外剪力传递可采用环形牛腿或承重销；钢筋混凝土无梁楼板或井式密肋楼板与钢管混凝土柱连接时，钢管外剪力传递可采用台锥式环形深牛腿。
环形牛腿、台锥式环形深牛腿可由呈放射状均匀分布的肋板和上下加强环组成（图12-6）。
图12-12 环形牛腿构造示意图
肋板应与钢管壁外表面及上下加强环采用角焊缝焊接，上下加强环可分别与钢管壁外表面采用角焊缝焊接。环形牛腿的上下加强环、台锥式深牛腿的下加强环应设置直径不小于50mm 的圆孔。台锥式环形深牛腿下加强环的直径可由楼板的冲切强度确定。
7.钢管混凝土柱承重销构造
钢管混凝土柱的外径不小于600 mm 时可采用承重销传递剪力。由穿心腹板和上下翼缘板组成的承重销（图12-13），其截面高度宜取框架梁截面高度的0.5 倍，其平面位置应根据框架梁的位置确定。翼缘板在穿过钢管壁不少于50 mm 后可逐渐减窄。钢管与翼缘板之间、钢管与穿心腹板之间应采用全熔透坡口焊缝焊接，穿心腹板与对面的钢管壁之间或与另一方向的穿心腹板之间应采用角焊缝焊接。
图12-13 承重销构造示意图
8.空心钢管混凝土柱连接
所有焊在空心钢管混凝土构件上的连接件和金属附件宜在混凝土离心成型之前完成焊接，也可在混凝土立方体抗压强度达到混凝土设计强度等级值的70%后进行焊接。(www.xing528.com)
空心钢管混凝土构件的钢管接长宜采用直接对接焊接、套接和法兰盘螺栓连接（如图12-14、图12-15）等多种形式，也可采用剪力板螺栓连接。
图12-14 法兰盘连接
1—主钢管；2—内钢管；3—混凝土；4—加劲板；5—法兰盘；6—承压挡浆板
图12-15 法兰盘螺栓连接
1—上节柱；2—下节柱；3—法兰盘；4—加劲肋
空心钢管混凝土构件的钢管接长采用直接对接焊接时，在管端应留一段不浇灌混凝土并采用内钢套管加强（图12-16a），当主管直径小于400 mm 时，宜采用外加强管（图12-16b）。
图12-16 空心钢管混凝土构件管端的加强
1—主钢管；2—混凝土内衬管；3—承压挡浆圈，4—内加强管；5—外加强管
9.钢管混凝土柱的柱脚连接
钢管混凝土柱的柱脚可采用端承式柱脚（图12-17a）或埋入式柱脚（图12-17b）。
端承式柱脚的构造应符合下列规定：
（1）环形柱脚板的厚度不宜小于钢管壁厚的1.5 倍；且不应小于20 mm；
（2）环形柱脚板的宽度不宜小于钢管壁厚的6 倍；且不应小于100 mm；
（3）加劲肋的厚度不宜小于钢管壁厚，肋高不宜小于柱脚板外伸宽度的2 倍，肋距不应大于柱脚板厚度的10 倍；
（4）锚栓直径不宜小于25 mm，间距不宜大于200 mm；锚入钢筋混凝土基础的长度不应小于40d 及1000 mm 的较大者（d 为锚栓直径）。
图12-17 柱脚连接示意图
1—柱脚板；2—贴焊钢筋环；3—平头栓钉
10.钢管混凝土结构浇筑
钢管混凝土结构浇筑应符合下列规定：
（1）宜采用自密实混凝土浇筑。
（2）混凝土应采取减少收缩的技术措施。
（3）钢管截面较小时，应在钢管壁适当位置留有足够的排气孔，排气孔孔径不应小于20 mm；浇筑混凝土应加强排气孔观察，并应确认浆体流出和浇筑密实后再封堵排气孔。
（4）当采用粗骨料粒径不大于25 mm 的高流态混凝土或粗骨料粒径不大于20 mm 的自密实混凝土时，混凝土最大倾落高度不宜大于9 m；当倾落高度大于9 m 时，宜采用串筒、溜槽或溜管等辅助装置进行浇筑。
（5）混凝土从管顶向下浇筑时应符合下列规定：
① 浇筑应有足够的下料空间，并应使混凝土充满整个钢管；
② 输送管端内径或斗容器下料口内径应小于钢管内径，且每边应留有不小于100 mm的间隙；
③ 应控制浇筑速度和单次下料量，并应分层浇筑至设计标高；
④ 混凝土浇筑完毕后应对管口进行临时封闭。
（6）混凝土从管底顶升浇筑时应符合下列规定：
① 应在钢管底部设置进料输送管，进料输送管应设止流阀门，止流阀门可在顶升浇筑的混凝土达到终凝后拆除；
② 应合理选择混凝土顶升浇筑设备；应配备上下方通信联络工具，并应采取可有效控制混凝土顶升或停止的措施；
③ 应控制混凝土顶升速度，并应均衡浇筑至设计标高。
（7）立式手工浇筑法应符合下列规定：
① 当钢管直径大于350 mm 时，可采用内部振动器（振捣棒或锅底形振动器等），每次振捣时间宜在15～30 s，一次浇筑高度不宜大于2 m；当钢管直径小于350 mm 时，可采用附着在钢管上的外部振动器进行振捣，外部振动器的位置应随混凝土的浇筑进展调整振捣。
② 一次浇筑的高度不宜大于振动器的有效工作范围，且不宜大于2 m。
（8）自密实混凝土浇筑应符合下列规定：
① 应根据结构部位、结构形状、结构配筋等确定合适的浇筑方案；
② 自密实混凝土粗骨料最大粒径不宜大于20 mm；
③ 浇筑应能使混凝土充填到钢筋、预埋件、预埋钢构周边及模板内各部位；
④ 自密实混凝土浇筑布料点应结合拌合物特性选择适宜的间距，必要时可通过试验确定混凝土布料点下料间距。
（9）当混凝土浇筑到钢管顶端时，可按下列施工方法选择其中一种方式：
① 使混凝土稍微溢出后，再将留有排气孔的层间横隔板或封顶板紧压到管端，随即进行点焊；待混凝土达到设计强度的50%后，再将横隔板或封顶板按设计要求补焊完成；
② 将混凝土浇灌到稍低于管口位置，待混凝土达到设计强度的50%后，再用相同等级的水泥砂浆补填至管口，并按上述方法将横隔板或封顶板一次封焊到位。
（10）管内混凝土的浇筑质量，可采用敲击钢管的方法进行初步检查，当有异常，可采用超声波进行检测。对浇筑不密实的部位，可采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔进行补焊封固。
任务书
1.钢管混凝土柱节点应满足那些要求？
2.钢管混凝土柱节点法兰盘螺栓连接构造形式。
3.钢管混凝土柱混凝土浇筑应注意哪些事项？
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