钢骨混凝土转换梁柱节点的优化设计分析

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发布时间：2021-09-12

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钢骨混凝土转换梁柱节点的优化设计分析
陈杨泽吴波
(华南理工大学土木工程系广州510640)
摘要：结合某实际工程，通过有限元分析，比较了3种类型梁柱节点对改善钢骨混凝土转换柱大偏心受力性能
的作用．并提出一种优化方案，供同类设计参考。
关键词：钢骨混凝土：转换梁柱节点；大偏心受压；有限元分析
钢骨混凝土转换梁以跨度大，承载力高等特点
在高层结构中被广泛应用，但是由于其结构上的特
殊性．转换梁的梁柱节点存在着与一般梁柱节点不
同的受力特性[”，钢骨混凝土转换柱通常不向上伸
至主体，相对其轴压承载能力来说，其轴力较小，而
由于在节点处有较大的弯矩作用，使柱截面出现较
大的拉应力，同时局部压应力也相应增大，因此转换
柱一般为大偏心压弯构件，在设计中有效减少转换
柱大偏心的程度就显得非常重要。
1 工程概况
中国联通广东分公司广州综合通讯枢纽楼，位
于广州市黄埔大道西，地上25层，地下2层，总建筑
面积约6．5万m2。根据建筑平面布置及立面造型的
需要，结合建筑使用功能要求，在裙楼屋面即第10
层设置结构转换层。转换梁及其相连的转换柱采用
钢骨混凝土结构
(如图1)，其中一条
钢骨混凝土转换梁
跨度为1lm，截面
为1700x1400，转换
柱截面为14O0×
12o0．采用C35混图1 钢骨混凝土转换梁示意图
凝土，钢骨为Q345钢板拼制的工字型钢。
(a)方案①
柱
为了改善转换柱大偏心的受力状况，结合建筑
平面布置，本文提出了3种方案(如图2)：① 在钢骨
混凝土转换梁边延伸一跨 -5m、截面14o0×8o0的
普通混凝土梁；②在普通混凝土梁中加设一段L=2．5m
钢骨，将梁跨度延伸50％，以增加节点处延伸梁的刚
度，梁截面为1400×800，钢骨为Q345工字型钢，截
面为8OOx5OO；③在普通混凝土梁中全长加设钢骨形
成钢骨混凝土梁，延伸梁和钢骨截面。如图2所示。
2 杆系分析
对上述3种方案采用PKPM系列的SA E软
件．在结构整体计算分析的基础上进行杆系层面上
的初步分析，得出各方案转换柱的柱顶轴力和弯矩
设计值，见表1。由此可见，与方案①相比，方案② 、
③的柱顶轴力有所增大，柱顶弯矩有所减小，对改善
柱的大偏心受力状况均有作用；虽方案③ 的受力改
善效果优于方案② ，但后者的梁用钢量最小且不需
将框架柱改为钢骨柱，因此具有较好的综合效果。