钢筋混凝土框架结构节点设计问题探讨

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1、钢筋混凝土框架结构节点设计问题探讨钢筋混凝土框架结构节点设计问题探讨　摘要：针对节点在钢筋混凝土框架结构中的重要性，本文提出了钢筋混凝土框架节点设计参考，探讨了钢筋混凝土框架节点的受力机理，分析了提高钢筋混凝土框架节点抗震性能的措施以及节点构造设计要点，确保结构设计安全经济。　　　　钢筋混凝土在建筑工程中起着很重要的作用。在框架结构中，它不仅能传递和分配内力，还保障了工程结构的整体性，它还是连接梁柱的重要部分。它在框架中起着传递内力、分配内力和保证结构整体性的作用，但框架结构易受各种因素的影响，所以这就在混凝土框架结构的

2、设计上有更高的要求。　　钢筋混凝土框架节点的受力机理是指通过合理的计算假定模式，描述由梁、板、柱传来的内力在框架节点核心区的传递和由此产生的各种破坏形式。当前，主要有三种理论：斜压杆机理、剪摩擦机理、桁架机理。这三种框架节点的受力机理，被应用于各种不同的破坏形式和设计规范中。例如，新西兰的框架节点设计以斜压杆和桁架机理共同作用为依据，而美国则以梁剪机理和斜压杆机理为主。　　在钢筋混凝土框架中,节点设计的基本要求如下:　　1、节点在性能上，使用荷载特性应表现出与其相邻构件相同。　　2、节点应具有安全和坚固的强度,它足以抵抗

3、相邻构件使用所承受的最不利荷载,在必要时甚至可抵抗几倍的荷载。　　3、节点构造应该简单,并且易于施工。　　4、梁柱节点处可以使用极限强度设计法。　　在地震作用下，框架节点经受着很大的水平剪力，使得节点处容易产生剪切脆性破坏。其破坏特征表现为：节点核心区混凝土出现斜向交叉裂缝；混凝土和柱纵向钢筋产生粘结开裂，混凝土保护层剥落；纵向钢筋混凝土压屈成灯笼状等，最终导致节点核心区失效，同时也意味着交汇于节点的全部梁、柱失效。影响框架节点抗剪强度的主要因素有以下几个。　　材料信息　　混凝土强度直接影响框架节点抗剪承载力。承受一定荷

4、载的框架节点，混凝土强度越高，则梁、柱的截面尺寸越小，框架节点核心区混凝土的承剪截面也相应减小，但在一定配箍率下，对其抗震性能反而不利。　　节点形式　　GB50010-XX混凝土结构设计规范第条提供了按框架节点在框架中所在位置的不同，所产生的四种基本形式：框架中间层的中间节点(╋型)和框架中间层的端节点(┣型)、框架顶层中间节点(┳型)、框架顶层端节点(┏型)。对于╋型节点，框架梁的上部纵向钢筋贯穿中间节点，强震作用下，框架节点两侧梁端可能均达到屈服，框架节点核心区受到很大的剪力，容易发生核心区剪切破坏。对于┣型节点，柱

5、抗弯承载力较大，“强柱弱梁”比较容易满足，但梁筋的锚固相对薄弱，梁筋易发生粘结滑移，角柱节点受力最为不利。对于┳型节点，梁的纵筋可直通锚固，水平荷载作用下，柱抗弯承载力弱于梁，柱端易产生塑性铰。对于┏型节点，梁、柱的纵筋均需在框架节点核心区内锚固，节点核心区受力较复杂，易产生破坏。　　轴压比　　试验研究表明，在一定范围内轴向压力可提高框架节点核心区混凝土的抗剪承载力。由于柱轴向压力的作用，在框架节点核心区混凝土开裂以前，柱截面受压区面积加大，斜压杆作用加强。当混凝土出现裂缝时，混凝土块体间产生咬合力。随着轴压比的增大，抗

6、剪承载力相应增大，但当轴压比超过某一临界值时，框架节点受压区混凝土产生微裂缝，使混凝土压碎，抗剪承载力反而降低。　　剪压比　　为了防止框架节点核心区出现斜拉破坏或斜压破坏，必须控制剪压比，即限制配箍率，避免框架节点核心区混凝土的破坏先于箍筋的屈服。　　水平箍筋　　在框架节点内配置水平封闭箍筋，一方面对框架节点核心区混凝土产生有利约束，增强传递轴向荷载的能力。另一方面承担部分水平剪力，提高框架节点的抗剪承载力。由试验得出，配箍适当的框架节点核心区出现贯通裂缝后，混凝土承担的剪力继续增加，箍筋全部屈服，混凝土与箍筋同时充分发

7、挥作用，使节点核心区受剪承载力在破坏时达到最大。而对于配箍较高的节点，当节点核心区产生贯通斜裂缝时，混凝土抗剪承载力达极值，但箍筋应力还很低，混凝土破坏先于箍筋屈服，使得节点核心区的抗剪承载力达不到预期的最大值，箍筋的作用不能充分发挥。　　竖向箍筋　　节点在水平反复荷载作用下，框架节点核心混凝土出现交叉斜裂缝后，剪力的传递由斜压杆作用过渡到水平箍筋承担水平分力、柱纵向钢筋承担竖向分力以及平行于斜裂缝的混凝土骨料咬合力所构成的桁架抗剪机制，设置竖向箍筋可承担框架节点剪力的竖向分量，减少混凝土的负担，因此可以提高框架节点的抗

8、剪承载力，但施工不太方便。　　柱纵向钢筋　　通常按抗弯要求设置，沿柱截面的高度方向，按构造规定也相应配置一定数量的纵向钢筋。这些纵筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束。因此，合理布置柱纵向钢筋对提高框架节点抗剪承载力有一定作用，但增加柱纵向钢筋不象增加水平箍筋那样能显著地提高框架节点的抗剪承载力。　　楼