高层建筑结构梁柱节点加固方法分析研究

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1、高层建筑结构梁柱节点加固方法分析研究第一章绪论1.1节点的震害及破坏形式钢筋混凝土框架结构凭借其灵活的结构布置形式以及良好的抗震性能，已经越来越多地运用到了当今的建筑结构设计中。早期旳钢筋混凝土框架结构普遍不高，房屋层数通常只有六至七层且该时期梁柱截面的尺寸相对较大，与之相连节点的尺寸也较大，此类节点具有较高的抗剪承载能力。与此同时，早期梁柱的配筋率不高且多采用低碳钢，在一定程度上提高了结构的延性，使得构件屈服时较少发生脆性破坏。随着经济实力的增长，自70年代以来钢筋混凝土建筑得到了较快的发展，建筑的高度在不断提升，陆续出现了20层以

2、上的框架结构。同时，高强度混凝土与高强变形钢筋也广泛地应用到了钢筋混凝土框架结构中，材料强度的提高使得构件的截面得以减小，这种趋势上的转变同时导致了节点截面尺寸的减小。伴随着结构构件上更深层次上的研究，梁、柱构件的强度与延性都得到了很大旳提升，由此框架结构的薄弱环节从梁、柱构件上转移到了节点。在钢筋混凝土框架结构中节点是一个重要的部位，梁柱节点根据其空间位置的不同可分为边节点与中节点两类，其中边节点又可分为边柱节点与角柱节点，边柱节点中与边梁直交的梁常存在钢筋的锚固问题。角柱节点通常远离结构刚心，有着较大的层间位移与扭转且受到相交成直

3、角的两梁传来的剪力与弯矩，受力情况较为不利;中节点多为空间十字节点，这种类型的节点四周受到梁与楼板的约束，与边节点比较为安全，其受力特性常表现为在节点范围内，柱的弯矩在节点上下端改变符号，梁的弯矩在节点左右也会变号，此时节点核心区承受很大的水平剪力，有可能发生剪切破坏。.1.2钢筋混凝土框架节点常用加固方法近些年来，随着人们对建筑结构加固补强技术研究的不断深入，相应的加固方法与工程成果也越来越多。各种加固方法都有不同的适用情况，其选择应根据工程结构功能降低的具体情况以及可靠性鉴定结果，结合结构的特点尤其是建筑的功能要求来确定。此外，钢

4、筋混凝土结构加固方法的选择还要考虑施工方硬、造价合理等因素。工程上针对节点的加固研究已较为成熟，取得了一系列的成果目前常用的加固方法有：加大截面法、粘钢加固法、外包钢加固法、外贴纤维加固法等，其中又以加大截面法和外包钢加固法较为常用。加大截面加固法是通过釆用增大钢筋混凝土构件的截面面积并在新增混凝土中配置定量箍筋，以提高其承载能力的加固方法。这种方法在工程中已经得到了非常普遍的应用，对于节点的加大截面主要是加大与节点相连构件的截面积，包括加大柱截面、梁截面或同时加大柱截面和梁截面三种形式。其中加大梁截面法指对梁柱结合处进行加腋或对梁全

5、长加大截面，通过提高节点核心区的抗剪截面面积来提高抗剪强度和刚度，致使靠近节点处的塑性铰向梁中部转移。节点加大截面法施工工艺简单，适用范围广，但现场湿作业量大，对新绕筑混凝土的养护周期长，新增截面尺寸混凝土可能会影响到房屋的外观和使用。..第二章钢筋混凝土框架节点基本理论2.1钢筋混凝土框架节点受力机理研究表明，钢筋混凝土框架节点的抗剪承载力是影响结构整体抗震能力和延性的重要因素之一。在结构的破坏形式中，剪切破坏对应的变形比较小，导致构件对地震能量的吸收也相对较少。因此，了解框架节点的受力机理，保证梁柱节点满足定的延性要求显得十分必要

6、。节点受力机理的研究在国外起步较早且取得了一定的研究成果目前国内外学者使用较多的主要包括析架机理、斜压杆机理、剪摩擦机理和组合块体机理，以上机理被单个或联合运用于各国的设计规范中，如美国规范中节点破坏模型以斜压杆机理与剪切机理为主，我国则以斜压杆机理与析架机理为主。当节点核心区配有较多的水平箍筋和较密的垂直钢筋时，其组合形态类似于一个笼子，节点在由梁端传递的剪力和弯矩以及柱端传递的剪力、弯矩和轴力的共同作用下产生斜拉应力与斜压应力，同时在梁端反向弯矩的作用下承受较大的水平剪力。在以上这些荷载的作用下，核心区产生多条剪切裂缝。2.2影响

7、节点抗剪强度的因素钢筋混凝土框架节点抗剪承载力的影响因素主要包含以下几个：目前，来用水平封闭箍筋来提高梁柱节点抗剪强度的作用是国内外公认最有效，且最常用的方法。框架节点在剪压作用下配置一定量的封闭箍筋能很好地提高节点的受剪承载力，封闭箍筋一方面直接参与抗剪，另一方面形成套箍作用，约束核心区混凝土的变形，从而提高核心区混凝土的承载能力。北京市建筑设计院研究室框架节点专题研究组研究发现配箍率适宜的框架节点在核芯区产生贯通斜裂缝后，混凝土部分承担的剪力将继续增加，并与箍筋同时达到最大值，最终在箍筋屈服的同时混凝土被压碎，两种材料充分发挥作用

8、，核芯区抗剪强度在节点破坏时达到最大值。值得注意的是，如果箍筋配置得过多，核心区抗剪承载力提升的效果反而不好，甚至偏于不安全。节点处的轴压力是指上部结构作用在节点上的组合轴力，梁柱节点在竖向荷载和地震作用下，主要承受压力