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1、板柱节点抗冲切措施概述建筑论文第31卷 第1期河北理工大学学报(自然科学版)Vol131 No112010年2月JournalofHebeiPolytechnicUniversity(NaturalScienceEdition)Feb12010:167420262(2010)0120078203板柱节点抗冲切措施概述李帅,许懿,刘大鹏(河北理工大学建筑工程学院,河北唐山063009)关键词:板柱节点;抗冲切;措施摘 要:要提高板柱节点的抗冲切能力,从其基本影响因素来看,可以提高混凝土强度,增大纵向配筋量,增加板的厚度,扩大柱截面尺寸,减小板的跨度。但这些传统的方法受制于建筑上的要求,而且
2、,这些参数的改变(比如增大纵筋配筋量)可能对抗弯能力提高更多,因此一来无法实现延性设计,二则即使抗冲切能力够了,也会造成较大浪费。总结了其它一些抗冲切措施,通过比较,得到了利用锚栓和扁钢U型箍能有效提高板柱节点抗冲切性能,并提出一种新型抗冲切方法。:TU37815 文献标志码:A0 引言平板结构因其具有结构体系简单、传力路径简捷、节约净高等优点,近年来,得到了广泛的应用。但这类结构对冲切破坏比较敏感,板直接支撑在柱上,荷载由板传到柱,节点区域的剪应力和弯曲应力高度集中,很容易发生脆性破坏。如果某一节点处发生破坏,其传递的荷载将由相邻节点承担,而后者将不胜负荷,板柱节点的连锁破坏可能造成
3、整块楼板塌陷,当下层楼盖不能承受从上层塌落下来重物的冲击时,也将发生破坏,最终酿成灾难。冲切破坏是带有严重灾难性后果的无征兆的脆性破坏,在实际工程中应予避免。所以,对板柱节点的抗冲切措施越来越受到人们的重视。1 提高板的抗冲切性能主要方法111 设置托板或柱帽[1]这种方法是板柱结构中一种较为保守而安全的做法。但用于加固工程时,因托板和柱帽中钢筋均穿过柱子在施工中异常困难,甚至不可能。因此只能以柱周刻凿出齿状凹槽,以利托板或柱帽与柱子联结过渡,传递板上荷载。该法因钢筋不能贯穿柱子,故虽然也能或多或少改善板的冲切性能,但结果终将不理想,且影响建筑美观,而使业主多不予采用。112 配置抗冲切
4、钢筋抗冲切钢筋的形式从外形可以分为:(1)弯起筋;(2)箍筋;(3)抗剪槛(栅栏);(4)抗剪头。图1中g、h、i为弯起筋;m、n、o为封闭箍筋;f、j、k、l为U形箍筋;S为抗剪栅;a、b、c、d、q、r为抗剪头[2]。图1 抗冲切钢筋形式收稿日期:2009205207©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved..ki.113 配置扁钢U型箍(见图2)湖南大学周朝阳首次做了配扁钢U型箍的试验[3]。这种箍筋加工简单,布置方便,其宽而薄的形状对箍筋锚固有利,也能获得较大的板厚,在试件达
5、到极限强度时,箍筋屈服范围很大,箍筋抗冲切效能发挥充分,能极大地提高板的抗冲切强度及延性,是一种非常具有实用价值的抗冲切钢筋。图2 扁钢U形箍114 锚栓型抗冲切钢筋(图3)这种方法若不凿去混凝土而钻孔,将锚杆与钢条焊好后即插人孔内,这时将锚头与锚杆焊接已无法施工,所以也需要将柱周板上混凝土(距柱边2h范围内)全部凿去,才能将锚栓插人再浇混凝土。试验证明[4],板配置锚栓或扁钢箍既能有效地提高板的抗冲切承载力,又能改善板的延性。115 钢纤维混凝土进行加固试验证明[5]钢纤维的掺人能显著提高混凝土的抗拉强度。钢纤维砖不仅能提高板的承载能力,更对起控制作用的冲切破坏会有显著效果。图3 锚栓
6、型抗冲切钢筋116 预加压应力法先将裂缝处破碎混凝土凿去并洗净,钻预留孔,然后弥补裂缝。在柱周(距柱边2h范围内)板的上下面分别放置一层薄钢板(或称钢条),如图4,并用粘结剂(如环氧树脂)粘结,等混凝土达到预期强度后,将普通螺栓穿过预留孔,使柱周成为上下面薄钢板夹住的夹心混凝土。如采用高强螺栓,薄钢板与混凝土之间可不用粘结剂粘结。然后施加预应力。图4 预应力法加固示意图117 碳纤维片材提高板的冲切性能美国的BarisBinici和OguzhanBayrak利用碳纤维布通过在板里预埋pvc管通过碳纤维布(图5)来提高板的抗冲切能力,冲切效果比较理想。.17. 第1期
7、 李帅,等:板柱节点抗冲切措施概述79©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved..ki.图5 碳纤维片材加强板的冲切性能2 结论对于传统的抗冲切方法,如抗冲切钢筋取材容易,制作简单,施工方便快捷,形式灵活,应用也比较广泛。近些年由于新材料不断出现,一些新型的材料正在悄然的代替钢筋,比如碳纤维片材,利用碳纤维片材来提高板的抗冲切性
