浅谈建筑结构设计中异形柱节点受力特性

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1、浅谈建筑结构设计中异形柱节点受力特性【摘要】随着人们生活水平的不断提高，人们的观念及品位意识也在逐步加强，从而导致在日常生活中对建筑结构设计的要求也越老越高，文章主要通过对异形柱节点分类，受力性能及影响异形柱节点抗剪能力的因素做出分析研究，并针对以上情况对异形柱节点设计提出了一些建议。【关键词】建筑结构设计；节点抗剪；特点分析；设计建议近些年，由于甲方对住宅设计方面要求过高导致异形柱被广泛运用，因此设计者也越来越重视对框架异形柱结构体系的研究及应用。此外，异形柱结构特殊，具有肢厚小、钢筋较密受力情况复杂、形柱框架结构节点核心区受力特点难等因素，导致后期在运用时产生一定的难

2、度。因此，文章针对上述情况做出了一系列分析及研究。1影响异形柱节点抗剪能力的因素1.轴压比6轴压力之所以可以提高节点核心区抗初裂的能力是因为柱的受压区面积增大，客观上加大了斜压杆的宽度，使参与斜压杆机构的混凝土面积增大，同时梁筋传递给节点核心混凝土的边缘剪力中有更多的部分汇入斜压杆机构，造成节点核心混凝土开裂的边缘剪力减小。另外，轴压力提高，增大了主斜裂缝与水平方向的角度。轴压力对通裂与极限荷载影响不明显的原因是：在轴压力下进行循环反复加载，致使节点核心区的混凝土累积损伤效应较无轴力作用时大，尽管轴压力可以提高混凝土的抗剪强度，但加剧的累积损伤效应最终致使轴压力的有利作用

3、有所降低，对节点的通裂和极限荷载提高不明显。2.节点核心配箍率配箍率对初裂剪力影响不大，因为初裂时节点剪力Vj主要取决于混凝土的抗拉强度，一旦裂缝形成，箍筋受力将大幅度增长，甚至屈服，桁架机构产生作用，箍筋开始参与抵抗节点剪力；而且由于箍筋的约束使混凝土的抗剪能力也有所提高。加载过程中箍筋沿节点核心高度方向应变分布不均匀，每层箍筋应力不等，并非全部同时屈服，根据箍筋应力的数据分析，在通裂状态下沿节点核心高度方向80%范围内箍筋屈服。在节点核心中部（对异型中节点则是在小核心中部较偏下部位）应力最大。这是因为在某一方向弯矩作用下，节点核心对角线两个端部的混凝土在另一方向弯矩作

4、用下产生的裂缝将闭合，该区域此时要承受压力，对角线中部区域裂缝最宽，箍筋将承受原由混凝土承担的拉力，导致节点核心中部箍筋应力最大。3.柱截面高度变化6就异形柱中节点来说，节点核心上下柱截面、左右梁截面有差异容易导致节点核心开裂。裂缝首先出现在节点“小核心”的位置，初裂荷载降低的幅度可达30%左右，对节点核心的通裂荷载影响不大。常规节点通裂后节点核心还有较大的能力承担继续增加的节点剪力，而异形柱节点则不同。2异形柱设计中的建议在进行设计时，需要我们注意的是异形柱纵筋和箍筋、节点核心区抗剪承载力、轴压比限值等问题的设计。1.纵向钢筋和箍筋纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB

5、335级钢筋；箍筋宜采用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。在同一截面内，纵向受力钢筋宜采用相同直径，其直径不应小于14mm，且不应大于25mm异形柱内折角处应设置纵向受力钢筋纵向钢筋间距：二、三级抗震等级不宜大于200mm；四级不宜大于250mm；非抗震设计不宜大于300mm。当纵向受力钢筋的间距不能满足上述要求时，应设置纵向构造钢筋，其直径不应小于12mm，并应设置拉筋，拉筋间距应与箍筋间距相同。6异形柱在选用箍筋时应该选用复合箍筋，并且在非抗震设计时，异形柱的箍筋直径必须大于0。25d（d为纵向受力钢筋的最大直径），且不应小于6mm；箍筋间距不应大于25

6、0mm，且不应大于柱肢厚度和15d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，且不应大于10d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；箍筋肢距不宜大于300mm对于异形柱加密区箍筋的设置问题，在实际设计中往往会忽略如下几个问题：⑴剪跨比小二的柱以及因设置填充墙等形成的柱净高与柱肢截面高度之比小于四的柱箍筋没有全长加密。⑵三、四级抗震设计时，箍筋加密区最大间距其中一个规定是应小于等于纵向钢筋直径的7倍，当纵向钢筋直径为12mm或者14mm时，箍筋在加密区最大间距就相应不超过84mm和98mm了。然而应该关注的

7、是，对当下的规程而言，还没有把“纵向钢筋”的定义明确化。在本题述的“纵向钢筋”应为“纵向受力钢筋”。可是，由于此界定在实际设计审查中，还需要和当地审查单位核实沟通好，以免引起不必要的麻烦。2.节点核心区抗剪承载力超限问题根据《混凝土异形柱结构技术规程》5。3。1规定：异形柱框架应进行梁柱节点核心区受剪承载力计算。在实际设计中，我们通过计算软件分析后通常出现如下提示：“**节点域抗剪超限N-C=3（29）Vjy=343.>FFC=0.23*FC*H*B=279.”6这就是梁柱节点核心区受剪承载力不足所引起的。要避免梁柱节点核心区