主要构件及节点设计案例

本项目的主要构件包括钢管混凝土柱、钢梁、钢支撑、钢筋桁架楼承板组合楼板等，节点连接主要包括梁柱连接、支撑节点等。

1）钢管混凝土柱

本项目采用方钢管混凝土柱，钢材为Q345B，内灌C40无收缩混凝土。钢柱按3层为一个安装单元，分段位置在楼层梁顶标高以上1.2 m；设计时考虑了混凝土浇筑前，分段钢管柱在施工荷载作用下的强度和稳定性，即满足钢管混凝土柱的钢管在施工阶段轴向应力不应大于其抗压强度设计值的60%，并应符合稳定性验算的规定。施工时，对钢管混凝土柱施工提出的注意事项如下：

（1）矩形钢管构件制作完毕后，运输、吊装以及吊装完毕浇筑混凝土前，应将其管口包封，防止异物和雨水落入管内，以保持管内清洁；组装焊接处的连接接触面及沿边缘30～50 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等，应在组装前清除干净；柱与柱接头焊接时，应由两名或多名焊工在相对称位置以相等速度同时施焊。

（2）钢管柱在安装时，应在就位后随即进行校正和永久固定，以保证安装质量；构件吊装可采用在整个流水段内先柱后梁，或局部先柱后梁的顺序，单柱不得长时间处于悬臂状态，对已安装的构件，要保证在当天形成稳定的空间体系，以防止因刮风、下雨或下雪而造成破坏。

（3）结构安装时，应注意日照、焊接等温度变化引起的热影响对构件的伸缩和弯曲引起的变化，并在安装中采取相应的技术措施调整因此引起的偏差；高层钢结构安装时还应分析竖向压缩变形对结构的影响，并应根据结构特点和影响程度采取预调安装标高，设置后连接构件等相应措施。

（4）钢管柱内混凝土的浇筑宜采用导管浇筑法，也可采用泵送顶升浇筑法或手工逐段浇筑法；钢管混凝土柱内的混凝土宜采用无收缩混凝土，同时宜连续浇筑，当必须间歇时，间歇时间不得超过混凝土的终凝时间。

（5）矩形钢管混凝土结构内混凝土的浇筑质量，可采用敲击钢管法来检查其密实度；对于重要构件或部位，应采用超声波法进行检测。对于混凝土不密实的部位，应采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。

2）钢梁

本工程梁采用焊接H型钢梁，钢材为Q345B，梁截面最大尺寸为H500 mm×150 mm×10 mm×10 mm。钢框架梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接的连接形式。施工时按先栓后焊的方式进行；高强度螺栓按从螺栓群中部开始、向四周扩展的拧紧顺序，逐个拧紧；梁与柱接头的焊缝，先焊梁的下翼缘板，再焊上翼缘板；先焊梁的一端，待其焊缝冷却至常温后，再焊另一端。

3）楼板

本项目采用钢筋桁架楼承板组合楼板。将楼承板的镀锌底板更换为可拆卸的木模板体系，解决了楼承板镀锌板底模的室内装修问题；为配合木模板桁架楼承板的施工，采用了新型的可调节式桁架支撑脚手架。楼承板的木模板和桁架支撑脚手架见图6-7所示。考虑环保和模板的周转使用，木模板也可用厚钢板模板代替，钢模板和连接件拆装方便，可多次重复利用，符合国家节能环保的要求。

图6-7　钢筋桁架楼承板组合楼板

4）梁柱节点

本工程钢管柱采用成品钢管，梁柱节点采用了外伸内隔板式的刚性连接节点。矩形钢管内设隔板，隔板贯通钢管壁，钢管与隔板焊接；钢梁腹板与柱钢管壁通过连接板采用摩擦型高强螺栓连接，钢梁翼缘与外伸的内隔板焊接，见图6-8所示：

图6-8　梁柱刚性连接节点

抗震设计的多高层民用建筑钢结构，节点连接应满足“强节点弱杆件”的设计原则，连接节点的承载力设计值不应小于相连构件的承载力设计值；连接节点的极限承载力应大于构件的全塑性承载力，否则应对节点连接采取加强措施，如按《高层民用建筑钢结构技术规程》采用梁翼缘扩翼式连接、梁翼缘局部加宽式连接或加盖板式连接等。

5）支撑及支撑节点

本工程支撑均采用方钢管180 mm×180 mm×10 mm，支撑结构形式包括人字形中心支撑和单斜杆中心支撑两种。

考虑现场安装的精度要求和施工的方便性，支撑与梁柱采用焊接连接，与支撑相连的节点板厚度为14 mm，节点形式见图6-9所示。

支撑施工时提出的注意事项如下：(www.xing528.com)

（1）为保证设置方钢管支撑的户间隔音效果，应在支撑钢管内填充轻质隔音材料；

（2）方钢管支撑斜杆与梁柱节点连接采用刚接，通过节点板处四条角焊缝等强连接，并在柱内及梁的相应位置设置了T形锚板和加劲肋；

（3）支撑节点处的梁柱连接应采用带短悬臂梁的栓焊连接构造，并预先焊有与支撑现场连接的节点板；

（4）钢管支撑端部需用6 mm厚钢板封头。

图6-9　支撑连接节点

6）钢构件的防腐防火

本工程为钢结构住宅，钢结构构件处于轻微腐蚀环境，所采取的防腐防火措施为：

（1）全部钢构件应进行喷砂或抛丸除锈质量等级达到Sa2.5级以上，应满足《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923）的规定。

（2）钢构件的涂装方案根据耐火极限分为两种情况：

①耐火极限≤1.5 h的钢构件

a.环氧富锌底漆两遍80μm厚；b.环氧云铁中间漆两遍120μm厚；c.膨胀型（薄型）防火涂料，厚度按耐火极限确定。

②耐火极限＞1.5 h的钢构件

a.环氧富锌底漆两遍80μm厚；b.环氧云铁中间漆两遍120μm厚；c.隔热型（厚型）防火涂料，厚度按耐火极限确定。

以上最低防腐、防火年限为15年，超过15年应进行防腐、防火评定，以确定是否进行防腐、防火修复处理。以上材料，厂家应提供防腐、防火年限的质量保证。该产品应经设计方的认可。后期装修过程中严禁破坏钢结构的涂装体系。

（3）下列部位禁止涂漆：

①高强度螺栓连接的摩擦接触面；

②构件安装焊缝处应留出30～50 mm暂不涂装，等安装完成后再补涂；

③需外包混凝土的钢柱；

④钢梁上翼缘与现浇混凝土楼板接触部位；

⑤埋入混凝土的钢构件表面及构件坡口全熔透部位均不允许涂刷油漆或有油污。

（4）在运输安装过程中涂装损伤部位以及施工焊缝施工完毕尚未涂装部位均应按第（2）条进行补涂，经检查合格后的高强度螺栓连接处，亦应按以上要求进行涂装。

（5）防火涂料必须选用通过国家检测机关检测合格、消防部门认可的产品，所选用防火涂料的性能、涂层厚度、质量要求应符合现行国家标准《钢结构防火涂料》（GB 14907）和现行国家标准《钢结构防火涂料应用技术规范》（CECS 24）的规定。