文档介绍：钢筋混凝土框架梁柱节点设计浅析
钢筋混凝土框架梁柱节点设计浅析
摘要:钢筋混凝土抗震框架梁柱节点是受力较为复杂的结构部位,针对梁柱节点在钢筋混凝土框架中的重要性,本文结合我国现行抗震规范分析了提高梁柱节点抗弯承载力及抗剪承载力的有效途径。
关键词:钢筋混凝土;框架;节点设计
中图分类号: TU37 文献标识码: A
钢筋混凝土框架,由于其自身侧向刚度较小,地震作用引起的侧向位移较大,合理的抗震措施成为框架抗震性能实现的有利保证。
一、引言
汶川地震表明:“强柱弱梁”是框架抗震设计中不容忽视的重要内容,也是实现梁铰屈服机制的重要结构措施。试验研究表明,梁端屈服型框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好;柱端屈服型框架容易形成倒塌机制。
“强柱弱梁”的基本概念就是在强烈地震作用下,结构发生大的水平位移进入非弹性阶段时,为使框架仍有承受竖向荷载的能力而免于倒塌,要求塑性铰首先在梁上形成,而避免在吸收地震能量较少的框架柱出现塑性铰。对于超静定框架,由于存在多余约束,当某一截面出现塑性铰后,内力重分布,并不会立即导致结构的破坏。但是塑性铰出现在框架柱上比出现在框架梁上有更严重的后果。因为框架柱出现塑性铰,随之而来的是产生大的层间位移,导致建筑物的永久偏斜,接着会引起失稳。比较好的方法是出现梁铰。
框架只能在自身平面内抵抗侧向力,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。框架柱和梁轴线宜重合,不宜偏心。当梁柱中先不能重合时,应考虑偏心对梁柱节点核芯区和框架柱受力的不利影响,梁宽度不满足要求时,应采取加腋措施至满足《高规》。
梁柱节点将框架梁和框架柱连接在一起,是框架的重要组成部分。就节点而言,则要求在地震作用时竖向荷载下邻近节点的柱端抗弯强度必须大于梁的抗弯强度。宁可发生钢筋受弯屈服破坏,而不允许产生混凝土压碎、剪切破坏和锚固破坏。因此对节点核芯区混凝土要求有足够的约束和配置足够的抗剪钢筋,即使保护层剥落时仍能保持传递竖向荷载和水平剪力。
二、下面分别从抗弯承载力、抗剪承载力和抗压强度三方面进行讨论
1. 框架节点区抗弯承载力
主要是指邻近节点核芯区的柱端和梁端截面如何实现“强柱弱梁”的要求。“强柱弱梁”的具体含义是:任何一个框架梁柱节点,在最不利的设计轴力作用下,邻近节点上下的柱端的抗弯能力之和必须大于同一平面内各梁所承担的极限抗弯能力之和。梁柱节点的抗震设计应满足节点处柱端实际受弯承载力和梁端实际受弯承载力应满足下列不等式: 。
《抗震规范》:一、二、三、四级框架的梁柱节点处,,柱端组合弯矩设计值应符合下式要求: ;一级框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求,但应符合下式要求: 。

1)影响“强柱弱梁”的主要因素:
(1)梁端负弯矩
由上图可以看出,梁端负弯矩是影响“强柱弱梁”的重要因素,梁端负弯矩越大,则对框架柱的要求越高;因此,适当降低梁端负弯矩数值,对“强柱弱梁”的实现具有积极的意义。
(2)梁端正弯矩
由上图还可以发现,在强柱弱梁验算中,梁端正弯矩与节点相对应的梁端负弯矩组成强柱弱梁验算的梁端力偶,合理取用梁端正弯矩数值,同