钢筋混凝土框架节点抗震设计探讨.doc

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1、钢筋混凝土框架节点抗震设计探讨（北京龙安华诚建筑设计有限公司天津分公司300070；屮建一局集团第一建筑有限公司746400；中国黄金集团阳山金矿有限公司200051）【摘要】框架节点是框架结构的关键部位。框架节点区的受力状况比较复杂，研究人员通过对震害的调查和研究，得出在地震作用下，当框架节点承受较大水平剪力作用时，极可能会产生剪切脆性破坏而使框架失去承载能力。另外，框架节点是框架梁、柱纵筋的锚固区，由于荷载的长期作用，混凝土与钢筋的粘结力会降低，会出现钢筋的锚固破坏，使得节点的强度、刚度和耗能能力降低。本文对钢筋混凝土框

2、架节点的受力情况进行分析，探讨了节点破坏机理和失效方式，并以此为基础对框架节点抗震设计进行研究，以期为提高钢筋混凝土框架节点的抗震性能提供参考。【关键词】钢筋混凝土；框架；节点；抗震设计；探讨节点在钢筋混凝土框架中起着十分重要的作用，尤其在地慮的作用下，节点一旦损坏会给整个框架的安全带来较大威胁，因此，加强框架节点抗震方面的研究具有重要的现实意义。一、节点受力分析1・节点受力情况框架节点是柱、梁交接的主要部分，同时受柱子、弯矩传递来的剪力、轴向力的共同作用，受力情况比较复杂。当地震引起的水平作用小而竖向荷载比较大时，左、右梁

3、端截面中的内力就会使节点核心区受到较小的剪力，此时对节点较为有利。而当地震的水平作用较大，左、右梁端受正、负弯矩作用时节点核心区受到的剪力较大，此时不利于节点，因此，设计节点抗震性能时多针对后者不利于节点的情况。节点核心区受到的水平剪力计算公式为：V二C1+C2+T-VI,其屮VI表示上柱剪力，T表示右侧梁端上部所受到的钢筋拉力，C1表示左侧梁端受压区钢筋压力，C2表示混凝土传入节点的压力。2.节点受力机理分析尽管节点受力情况比较复杂，但是受力机理总共可分为三种类型：其一，斜压杆机理。该种类型主要考虑混凝土对节点起到的承载力

4、作用，在节点核心区箍筋很少或无箍筋的情况下较为适用；其二，剪摩擦力机理。该种类型适合核心区混凝土受水平箍筋屈服以及受剪力破坏，而梁筋未发生屈服且未出现粘结破坏情境；其三，桁架机理。该种类型适合核心区同时存在垂直钢筋和水平箍筋，并且柱子和垂直钢筋的轴向力承担垂直拉力水平箍筋承担水平拉力，以及处于斜裂缝间的混凝土承受斜压力的情况。二、节点破坏阶段和失效类型造成节点破坏的原因很多，如设计配箍量不足、混凝土保护层厚度过小、钢筋锚固不够、施工时混凝土强度及振捣不足等。节点的破坏形式一般有以下儿种情况：（1）核心区混凝土受剪压破坏，产生

5、斜向对角裂缝或交叉裂缝；（2）框架梁受压区混凝土压碎，受拉钢筋屈服，梁内出现蜩性饺，发生受弯破坏；（3）柱端压弯破坏，主要表现为柱端混凝土受压破坏,柱筋屈曲，柱端形成塑性较；（4）钢筋锚固不足，混凝土与钢筋豁结不足,钢筋滑移。1・节点破坏环节受到地震作用节点会出现不同程度的破坏，研究分析节点破坏分为初裂、通裂、极限和破损三个环节，其中核心区出现第一条裂缝时为初裂。此时水平箍筋应力比较小，节点处于弹性工作阶段，节点剪力主要又混凝「上承担；在初裂的基础上继续加载，核心区裂缝逐渐增多，并出现穿越核心区对角线的主斜裂缝，该种现象为节

6、点通裂。该种情况下节点内的水平箍筋增加比较迅速，而口位于中部的箍筋多数已经屈服，此时的节点处在弹塑性阶段，刚度下降较为明显；如继续加载，节点核心区的裂缝会逐渐变宽，挠度增大越来越明显，剪切变形增加迅速。此时混凝土保护层会起翘并开始脱落，此时节点水平箍筋几乎完全屈服；当核心区的混凝土剥落程度加剧，变形增加迅速，节点面临着破损。2.节点失效类型依据核心区承受剪力以及柱、梁端正截面承载力强弱,可将节点失效类型分为三类：第一类发生在梁端钢筋受拉钢筋尚未屈服前，节点因剪切而失效；第二类，发生在梁、端受拉钢筋屈服至正截面承载力尚未丧失前

7、,节点发生剪切破坏或剪切失效;第三类节点失效表现为梁端受拉钢筋屈服，节点交替变形逐渐变大，柱、梁端塑性饺转动充分，正截面承载力丧失。第一种类型框架不能满足抗震承载力要求，且节点核心区具有较差的延性，设计时应力求避免该种情况；第二类中当框架间变形满足一定的要求后核心区才出现剪切破坏，并且在此之前节点核心区变形、柱梁筋粘结滑移未给框架层间耗能性能和刚度造成较人不利影响，即可满足抗震设计要求；第三类中梁端塑性区耗能和延性性能发挥较为充分,不过需要适当增加核心区的配箍率。三、框架节点抗震设计钢筋混凝土框架节点抗震设计时应注重把握“强

8、剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则，以保证梁受到地震作用时能够充足的转动耗散地震能量，提高整个框架的安全性。1.强剪弱弯“强剪弱弯”是对梁柱抗震性能的进一步说明，它耍求梁、柱的受剪承载力大于其受弯承载力，保证与框架节点相连接的构件在地震作用下达到延性水平，防止出现节点的剪切和构件