鋼筋混凝土框架結構節(jié)點設計問題探討

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1、鋼筋混凝土框架結構節(jié)點設計問題探討鋼筋混凝土框架結構節(jié)點設計問題探討　摘要：針對節(jié)點在鋼筋混凝土框架結構中的重要性，本文提出了鋼筋混凝土框架節(jié)點設計參考，探討了鋼筋混凝土框架節(jié)點的受力機理，分析了提高鋼筋混凝土框架節(jié)點抗震性能的措施以及節(jié)點構造設計要點，確保結構設計安全經(jīng)濟?！　　　′摻罨炷猎诮ㄖこ讨衅鹬苤匾淖饔?。在框架結構中，它不僅能傳遞和分配內(nèi)力，還保障了工程結構的整體性，它還是連接梁柱的重要部分。它在框架中起著傳遞內(nèi)力、分配內(nèi)力和保證結構整體性的作用，但框架結構易受各種因素的影響，所以這

2、就在混凝土框架結構的設計上有更高的要求?！　′摻罨炷量蚣芄?jié)點的受力機理是指通過合理的計算假定模式，描述由梁、板、柱傳來的內(nèi)力在框架節(jié)點核心區(qū)的傳遞和由此產(chǎn)生的各種破壞形式。當前，主要有三種理論：斜壓桿機理、剪摩擦機理、桁架機理。這三種框架節(jié)點的受力機理，被應用于各種不同的破壞形式和設計規(guī)范中。例如，新西蘭的框架節(jié)點設計以斜壓桿和桁架機理共同作用為依據(jù)，而美國則以梁剪機理和斜壓桿機理為主?！　≡阡摻罨炷量蚣苤?節(jié)點設計的基本要求如下:　　1、節(jié)點在性能上，使用荷載特性應表現(xiàn)出與其相鄰構件相同?！　?

3、、節(jié)點應具有安全和堅固的強度,它足以抵抗相鄰構件使用所承受的最不利荷載,在必要時甚至可抵抗幾倍的荷載?！　?、節(jié)點構造應該簡單,并且易于施工?！　?、梁柱節(jié)點處可以使用極限強度設計法?！　≡诘卣鹱饔孟拢蚣芄?jié)點經(jīng)受著很大的水平剪力，使得節(jié)點處容易產(chǎn)生剪切脆性破壞。其破壞特征表現(xiàn)為：節(jié)點核心區(qū)混凝土出現(xiàn)斜向交叉裂縫；混凝土和柱縱向鋼筋產(chǎn)生粘結開裂，混凝土保護層剝落；縱向鋼筋混凝土壓屈成燈籠狀等，最終導致節(jié)點核心區(qū)失效，同時也意味著交匯于節(jié)點的全部梁、柱失效。影響框架節(jié)點抗剪強度的主要因素有以下幾個?！　?/p>

4、材料信息　　混凝土強度直接影響框架節(jié)點抗剪承載力。承受一定荷載的框架節(jié)點，混凝土強度越高，則梁、柱的截面尺寸越小，框架節(jié)點核心區(qū)混凝土的承剪截面也相應減小，但在一定配箍率下，對其抗震性能反而不利?！　」?jié)點形式　　GB50010-XX混凝土結構設計規(guī)范第條提供了按框架節(jié)點在框架中所在位置的不同，所產(chǎn)生的四種基本形式：框架中間層的中間節(jié)點(╋型)和框架中間層的端節(jié)點(┣型)、框架頂層中間節(jié)點(┳型)、框架頂層端節(jié)點(┏型)。對于╋型節(jié)點，框架梁的上部縱向鋼筋貫穿中間節(jié)點，強震作用下，框架節(jié)點兩側梁端可能均

5、達到屈服，框架節(jié)點核心區(qū)受到很大的剪力，容易發(fā)生核心區(qū)剪切破壞。對于┣型節(jié)點，柱抗彎承載力較大，“強柱弱梁”比較容易滿足，但梁筋的錨固相對薄弱，梁筋易發(fā)生粘結滑移，角柱節(jié)點受力最為不利。對于┳型節(jié)點，梁的縱筋可直通錨固，水平荷載作用下，柱抗彎承載力弱于梁，柱端易產(chǎn)生塑性鉸。對于┏型節(jié)點，梁、柱的縱筋均需在框架節(jié)點核心區(qū)內(nèi)錨固，節(jié)點核心區(qū)受力較復雜，易產(chǎn)生破壞?！　≥S壓比　　試驗研究表明，在一定范圍內(nèi)軸向壓力可提高框架節(jié)點核心區(qū)混凝土的抗剪承載力。由于柱軸向壓力的作用，在框架節(jié)點核心區(qū)混凝土開裂以前，柱

6、截面受壓區(qū)面積加大，斜壓桿作用加強。當混凝土出現(xiàn)裂縫時，混凝土塊體間產(chǎn)生咬合力。隨著軸壓比的增大，抗剪承載力相應增大，但當軸壓比超過某一臨界值時，框架節(jié)點受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生微裂縫，使混凝土壓碎，抗剪承載力反而降低?！　〖魤罕取　榱朔乐箍蚣芄?jié)點核心區(qū)出現(xiàn)斜拉破壞或斜壓破壞，必須控制剪壓比，即限制配箍率，避免框架節(jié)點核心區(qū)混凝土的破壞先于箍筋的屈服?！　∷焦拷睢　≡诳蚣芄?jié)點內(nèi)配置水平封閉箍筋，一方面對框架節(jié)點核心區(qū)混凝土產(chǎn)生有利約束，增強傳遞軸向荷載的能力。另一方面承擔部分水平剪力，提高框架節(jié)點的抗剪承

7、載力。由試驗得出，配箍適當?shù)目蚣芄?jié)點核心區(qū)出現(xiàn)貫通裂縫后，混凝土承擔的剪力繼續(xù)增加，箍筋全部屈服，混凝土與箍筋同時充分發(fā)揮作用，使節(jié)點核心區(qū)受剪承載力在破壞時達到最大。而對于配箍較高的節(jié)點，當節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生貫通斜裂縫時，混凝土抗剪承載力達極值，但箍筋應力還很低，混凝土破壞先于箍筋屈服，使得節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力達不到預期的最大值，箍筋的作用不能充分發(fā)揮?！　∝Q向箍筋　　節(jié)點在水平反復荷載作用下，框架節(jié)點核心混凝土出現(xiàn)交叉斜裂縫后，剪力的傳遞由斜壓桿作用過渡到水平箍筋承擔水平分力、柱縱向鋼筋承擔豎向分力

8、以及平行于斜裂縫的混凝土骨料咬合力所構成的桁架抗剪機制，設置豎向箍筋可承擔框架節(jié)點剪力的豎向分量，減少混凝土的負擔，因此可以提高框架節(jié)點的抗剪承載力，但施工不太方便。　　柱縱向鋼筋　　通常按抗彎要求設置，沿柱截面的高度方向，按構造規(guī)定也相應配置一定數(shù)量的縱向鋼筋。這些縱筋與水平箍筋聯(lián)合對框架節(jié)點核心區(qū)混凝土形成雙向約束。因此，合理布置柱縱向鋼筋對提高框架節(jié)點抗剪承載力有一定作用，但增加柱縱向鋼筋不象增加水平箍筋那樣能顯著地提高框架節(jié)點的抗剪承載力?！　?/p>