第四节 柱与柱的连接

第8.4.1条

当高层钢结构底部有钢骨混凝土结构层时,工字形截面钢柱延伸至钢骨混凝土中仍为工字形截面,而箱型柱延伸至钢骨混凝土中,应改用十字形截面,以便与混凝土结成整体。

 

第8.4.2条

箱型柱的组装焊缝通常采用 V 形坡口部分熔透焊缝,其有效熔深不宜小于板厚的1/3,对抗震设防的结构不宜小于板厚的1/2。作为实例,深圳发展中心大厦(未考虑抗震) 取t/3,上海希尔顿酒店取t/4+3mm,北京京城大厦(按8度抗震设防)取t/2,9为柱的板厚。

柱在主梁上下各 600mm 范围内,应采用全熔透焊缝,是考虑该范围柱段在大震时将进入塑性区。 600mm 是日本在工程设计中通常采用的数值,当柱截面较小时也有采用 500mm 的。

 

第8.4.3条

箱型柱的耳板宜仅设置在一个方向,对工地施焊比较方便。

 

第8.4.4条

美国AISC规范规定,当柱支承在承压板上或在拼接处端部铣平承压时,应有足够螺栓或焊缝使所有部件均可靠就位,接头应能承受由定的侧向力和 75%的计算恒荷载所产生的任何拉力。日本规范规定,在不产生拉力的情况下,端部紧密接触可传递 25%的压力和 25%的弯矩。我国现行国家标准《钢结构设计规范》 (GBJ 17) 规定,轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时,柱身的最大压力由铣平端传递,其连接焊缝、铆钉或螺栓应按最大压力的 15%计算。考虑到高层建筑的重要性,本条文规定,上下柱接触面可直接传递压力和弯矩各 25%。

非抗震设防的结构中,在不产生拉力的情况下,考虑端面直接传力可简化连接,但在高层钢结构中尚未见到应用的实例。

 

第8.4.5条

当按内力设计柱的拼接时,可按本条规定设计。但在抗震设防的结构中,应按第 8.1.3 条的规定设计。

 

第8.4.6条

图8.4.6所示箱形柱的工地接头,是日本在高层建筑钢结构中采用的典型构造方式,在我国已建成的高层钢结构中已被广泛采用。下柱横隔板应与柱壁板焊接一定深度,使周边铣平后不致将焊根露出。

 

第8.4.7条

当柱需要改变截面时,宜将变截面段设于主梁接头部位,使柱在层间保持等截面。变截面段的坡度不宜过大,例如,不宜超过 1 : 4 ,上海锦江分馆采用 1 : 6 ,取决于工程的具体情况。柱变截面处,宜在柱上带悬臂段,把不规则的连接留到工厂去做,以保证施工质量。为避免焊缝重叠,柱变截面上下接头的标高,应离开梁翼缘连接焊缝至少 150mm 。

 

第8.4.8条

伸入长度参考日本规定采用。十字形截面柱的接头,在抗震结构中应采用焊接。十字形柱与箱形柱连接处的过渡段,位于主梁之下,紧靠主梁。伸人箱形柱内的十字形柱腹板,通过专用的长臂工艺装备焊接。

 

第8.4.9条

在钢结构向钢骨混凝土结构过渡的楼层,为了保证传力平稳和提高结构的整体性,栓钉是不可缺少的。但由于受力情况较复杂,试验表明,对栓钉设置还提不出明确要求,一般认为,混凝土部分内力应由栓钉传递,且箱形柱变为十字形柱后钢柱截面减小引起的内力差,也应由栓钉传递。高层钢结构常用栓钉直径为 19mm 。在组合梁中栓钉间距沿轴线方向不得小于5d ,列距不得小于 4d ,边距不得小于 35mm ,此规定可参考。