鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震性能探析

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1、鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震性能探析　　【摘要】材料工程學(xué)是建筑行業(yè)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，在長期施工實(shí)踐及材料配制中已取得了先進(jìn)的成果。本次分析了鋼筋混凝土材料的應(yīng)用特點(diǎn)，對其框架中節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)提出了合理化建議?！娟P(guān)鍵詞】混凝土；框架；節(jié)點(diǎn)抗震；性能鋼筋混凝土是現(xiàn)代建筑物廣泛使用的材料，其改變了過去單一組合形式的建筑物體，增強(qiáng)了整個(gè)建筑的耐久性能。為了更好地利用鋼筋混凝土，施工單位應(yīng)注重鋼筋結(jié)構(gòu)抗震性能的控制，加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量的控制與維護(hù)，避免因節(jié)點(diǎn)薄弱而發(fā)生質(zhì)量病害現(xiàn)象。一、鋼筋混凝土的特點(diǎn)早期建筑行業(yè)普遍采用混合料作為施工

2、材料，舊混凝土多數(shù)采用膠凝材料與集料膠等配合成符合材料，基本滿足了簡單結(jié)構(gòu)的建筑使用要求?；诓牧瞎こ虒W(xué)指導(dǎo)下，混凝土材料開始植入鋼筋作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用鋼筋網(wǎng)或單個(gè)構(gòu)件實(shí)施加強(qiáng)處理，保證了鋼筋混凝土的應(yīng)用性能。鋼筋混凝土的特點(diǎn)：61、牢固性。單一混凝土僅利用膠結(jié)料、粗細(xì)集料等原材料，按照行業(yè)規(guī)定比例混合而成，這種混合料改變了過去水泥材料筑造的缺陷，從某種程度上增強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)的使用價(jià)值。經(jīng)過一段時(shí)間的施工改造，建筑行業(yè)研制了性能更好的應(yīng)用材料，鋼筋混凝土成為了功能級別更高的框架體[1]。此種混凝土選配相同質(zhì)地的鋼筋作

3、為配合物質(zhì)，植入普通混合料中加工處理，綜合改善了混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性，從局部結(jié)構(gòu)改善了混凝土的使用功能。2、耐久性。對于鋼筋混凝土來說，其耐久性特點(diǎn)表現(xiàn)于建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，因添加了鋼筋材料為框架支護(hù)體，建筑物使用壽命得到了顯著的改善，如表1。從表中可以看出，無論是大、中、小型建筑物，試驗(yàn)勘測數(shù)據(jù)都顯示，建筑物應(yīng)用鋼筋混凝土材料后的壽命得到延長，壽命誤差范圍5-10年，這說明植入了鋼筋，框架的耐久性得到增強(qiáng)。3、靈活性。鋼筋安裝使用具有很強(qiáng)的靈活性，不僅適用的建筑范圍廣闊，且不易受到外在條件變化而發(fā)生性能的改變。近年

4、來，國內(nèi)70%以上的建筑物倡導(dǎo)使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，涉及到商用建筑、民用建筑等主要工程范圍，不僅現(xiàn)場施工的操作流程便捷，鋼筋后期的使用性能更為優(yōu)越。例如，選用高強(qiáng)受力性能的鋼筋作為支撐體，減小了建筑物本身的自重，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承受的重力荷載更大。二、影響鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震性能的因素6在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)上，“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”已經(jīng)成為工程界的共識。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下，通過塑性耗能機(jī)構(gòu)避免在較強(qiáng)的地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷和在更強(qiáng)地震作用下發(fā)生危及生命安全的局部或整體失效。影響節(jié)點(diǎn)抗

5、震性能的主要因素有：1、節(jié)點(diǎn)的配箍率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提高節(jié)點(diǎn)水平箍筋配箍率能有效提高節(jié)點(diǎn)抗震性能；當(dāng)配箍率達(dá)到一定大小后對節(jié)點(diǎn)抗震性能提高作用將不再明顯[2]。另外，節(jié)點(diǎn)豎向箍筋對框架節(jié)點(diǎn)的抗剪能力也有貢獻(xiàn)。相反，節(jié)點(diǎn)的配箍率不合標(biāo)準(zhǔn)，也會破壞混凝土的抗震能力。2、節(jié)點(diǎn)區(qū)縱筋的錨固長度。錨固長度過小會降低節(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，使節(jié)點(diǎn)發(fā)生錨固破壞。許多工程實(shí)踐證明，節(jié)點(diǎn)區(qū)錨固長度過小，混凝土抗震性能減弱30%-40%，屬于一種潛在的病害風(fēng)險(xiǎn)。因此，錨固長度需要大于一定的范圍才可保證節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度的充分發(fā)揮，這對于鋼筋混凝土框架的抗

6、震能力產(chǎn)生很大的作用。3、直交梁。鋼筋加入混凝土材料中的優(yōu)越性明顯，從牢固性、耐久性、靈活性等方面，可看出其獨(dú)特的建筑性能。實(shí)驗(yàn)表明，直交梁對框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土具有約束作用，能夠提高框架節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力。設(shè)置直交梁可以擴(kuò)大鋼筋混凝土框架的整體性能，避免外界受力狀態(tài)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的破壞，維持了鋼筋混凝土框架功能的正常發(fā)揮。64、梁柱的受力特征和承載能力。梁柱的受力特征和承載能力對節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響很復(fù)雜，如：柱的軸壓比僅在一定范圍內(nèi)可增加節(jié)點(diǎn)延性；剪壓比和節(jié)點(diǎn)配箍率的影響，這為節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)提供了更多的指導(dǎo)[

7、3]。5、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的延性是反映結(jié)構(gòu)在荷載作用下，進(jìn)入非線性狀態(tài)后在承載力沒有顯著降低情況下的變形能力。對于延性大的結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的塑性變形也大，但永久變形太大，結(jié)構(gòu)可能在重力作用下引起坍塌，也可能使結(jié)構(gòu)的損壞部位不可修復(fù)。因此，在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，必須綜合考慮一定程度的承載能力和一定范圍的延性。三、基于抗震理論研究的結(jié)構(gòu)處理方法鋼筋混凝土框架在受力狀態(tài)下，如果遭受到震動的沖擊，將破壞建筑物體的穩(wěn)定系數(shù)。受震狀態(tài)下鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)容易引發(fā)多種病害，這種病害擴(kuò)散到整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中。受震狀態(tài)下，比較常

8、見的混凝土病害包括：變形、裂縫、坍塌，具體情況如下：1、變形。經(jīng)過一段時(shí)間應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鋼筋混凝土框架中存在著薄弱點(diǎn)，這種薄弱點(diǎn)會在外力作用下發(fā)生異常變形，破壞了鋼筋混凝土原有的受力性能。變形危害是由于鋼筋混凝土框架整體性不足，影響了整個(gè)鋼筋結(jié)構(gòu)功能的持久發(fā)揮。一般情況下，鋼筋混凝土承受的外力荷載均有臨界值規(guī)定，超出這個(gè)臨界值后會發(fā)生鋼筋變形，鋼筋節(jié)點(diǎn)處發(fā)生了幾