中间支承柱(中柱桩)设计

中间支承柱不仅在逆作状态下承受地上、地下楼层结构自重和全部施工荷载，而且该中间支承柱连桩也是工程正式使用的桩和柱，设计时应对柱和桩的承载力进行计算，特别是对柱、桩的沉降要做充分验算，以确保正作和逆作施工时中间支承柱桩的变形和地下连续墙或排桩支护结构的沉降保持一致，因此中间支承柱、桩是逆作法设计和施工的关键。

中间支承柱(中柱桩)结构型式

目前常用的中间支承柱结构型式有：直接利用地下室的结构柱作为中间支承柱；底端插入灌注桩的型钢(工字钢、H 型钢、钢管)；钢管混凝土中间支承柱；钻孔灌注桩作中间支承柱。

在地下室开挖时中间支承柱作为临时承重柱，随后作为地下结构工程柱的一部分浇筑在工程柱内；同时中间支承柱要与楼盖梁连接，由于柱已形成，梁是否能接上去，其节点有一定的复杂性。因此在选择中间支承柱的结构型式时，一方面要考虑使其有较高的承载能力、施工方便，另一方面又要便于与梁板的连接。为此，中间支承柱采用底端插入灌注桩的型钢和钢管混凝土较多。主要原因是因为型钢或钢管与楼盖梁等钢筋的连接较方便；而且承载能力亦较高，在这方面钢管混凝土更有利。在型钢中，一般工字钢由于在 x, y 两个方向的回转半径相差较大，相应的长细比相差较大，有时要加大断面、多费材料，因面不宜采用。H 型钢和钢管具有良好的截面特性，当荷载不很大时采用较为适宜。

中间支撑柱节点设计

中间支承柱与梁连接节点中间支承柱与梁节点的设计，主要是解决梁钢筋如何穿过中间支承柱或与中间支承柱连接，保证在复合柱完成后，节点质量和内力分布与设计计算简图一致。该节点的构造取决于中间支承柱的结构形式。

(1)H 型钢中间支承柱(中柱桩)与梁连接节点 H 型钢中间支承柱与梁钢筋的连接，主要有钻孔钢筋通过法和传力钢板法。钻孔钢筋通过法，如图1所示。

图1 钻孔钢筋通过法

此法是在梁钢筋通过中间支承柱处，于中间支承柱 H 型钢上钻孔，将梁钢筋穿过。该法的优点是节点简单，柱梁接头混凝土浇筑质量好。缺点是在 H 型钢上钻孔削弱了截面，承载力降低。因此在施工中不能同时钻多个孔，而且梁钢筋穿过定位后。立即双面满焊将钻孔封闭。

传力钢板法，如图2所示。

图2 H型钢中间支承柱的传力钢板

即于楼盖梁受力钢筋接触中间支承柱 H型钢的翼缘处，焊上传力钢板（钢板、角钢等），再将梁受力钢筋焊在传力钢板上，从而达到传力的作用。传力钢板可以水平焊接，亦可竖向焊接。水平传力钢板与中间支承柱焊接时，钢板或角钢下面的焊缝施焊较困难；而且浇筑接头混凝土时，钢板下面混凝土的浇筑质量亦难保证，需在钢板上钻出气孔。采用竖向传力钢板，则可避免上述问题，焊接难度比水平传力钢板小，节点混凝土质量也易于保证，缺点是当配筋较多时，材料消耗较多。

(2)钢管和钢管混凝土中间支承柱(中柱桩)与梁连接节点

钢管中间支承柱与梁受力钢筋的连接，同 H 型钢中间支承柱，可用钻孔钢筋通过法和传力钢板法，如图3所示，多以后者为主。

图3 钢管中间支承柱的传力钢板

钢管混凝土中柱桩与梁受力钢筋的连接可用传力钢板法。将传力钢板焊在钢管混凝土的钢管壁上，梁受力钢筋则焊在传力钢板上。

(3)钻孔灌注桩中间支承桩与梁连接节点

为便于钻孔灌注桩与梁受力钢筋的连接，在施工钻孔灌注桩时，在地下室各楼盖梁的标高处预先设置一个由 20mm厚钢板焊成的钢板环套(与桩主筋焊接)，当地下室挖土至地下室楼盖梁底时，再焊接传力钢板和锚筋，利用锚筋与地下室楼盖梁钢筋进行可靠连接，如图4所示。

图4 钻孔灌注桩中间支承柱的钢板环套

中间支承柱桩连接节点

当中间支承柱采用灌注桩时，钢立柱与立柱桩的节点连接较为便利，可通过桩身混凝土浇筑使钢立柱底端锚固于灌注桩中。施工中需采取有效的调控措施，保证立柱桩的准确定位和垂直精度，如图5所示。

图5 钢立柱与灌注桩节点连接构造（单位：mm）

当中间支承柱采用钢管桩时，可在钢管桩顶部桩中插焊十字加劲肋的封头板，立柱荷载由混凝土传至封头板和钢管桩。为使柱底与混凝土接触面有足够的局部承压强度，在柱底可加焊钢板，并在钢板上留有浇筑混凝土导管通过的缺口。在底板以下的钢立柱上可增焊栓钉，以增强柱的锚固并减小柱底接触压力，如图6所示。（作者 李守涛）

图6 立柱与钢管桩节点连接构造（单位：mm）

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