RC结构节点设计与施工要点分析.pdf

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1、广东建材2011年第3期施工技术RC结构节点设计与施工要点分析赵金侠(广州地铁设计研究院有限公司)摘要：框架节点是钢筋混凝士(Rc)结构的关键部位，它起着传递、分配内力和保证整体性的作用，但桩架节点构造复杂，造成r较大的设计和施r：难度。本文从RC节点的传力规律入手，分析框架结构节点的破坏机制，并针对梁柱节点的混凝上强度等级差问题，探讨RC椎架结构粱柱节点的设计准则和施f：方法，以供问行参考。关键词：钢筋混凝七(Rc)；节点：梁；柱地震灾害调查结果表明，钢筋混凝土结构由地震引起的破坏多发生在框架节点处。框架节点包括结构粱柱相交的节点核

2、心区以及与核心区相连的梁端、柱端，是框架结构的关键构件，起着传递、分配内力和保持框架结构整体性的作用，框架节点IxI的剪切破坏和钢筋锚固破坏往往会引起整个结构的倒毁，后果十分严重。冈此，钢筋混凝七结构的设计和施工一定要保证节点的强度和延性。对于钢筋混凝土结构而言，框架节点处粱筋及柱筋交汇，构造复杂，承受梁和柱传来的弯矩和剪力、压力等，受力情况也极为复杂。另外，随着建筑物造型的不断增人，柱的承载力也需不断提高。为满足轴压比限值的要求，同时又要控制柱截面不宜大，柱子必须采用高强度等级的混凝土，而梁板的混凝_十强度等级则要求较低，这就导致结

3、构中柱的混凝土强度往往高于粱板的强度，这无疑增加了粱柱节点设计和施rT的难度。那么，粱柱节点K混凝土强度等级到底是随着柱子采用高强度还是随着梁板采用低强度，以及其设计、施工各有什么要求，对于这些关键问题，我国现行规范尚无明确规定⋯。由此可见，开展钢筋混凝十节点区混凝土合理设计及便于施工方法的研究具有晕要的工程意义。为此，本文基于钢筋混凝土结构节点的受力规律和破坏机制，结合现行有关规范及工程实践，探讨框架结构节点的设计和施工方法。1传力规律与破坏机制钢筋混凝七框架节点是公认的受力复杂部位，各国研究人员通过大量试验研究与理论分析，对节点的

4、力学性能有了较为深入的认识，为钢筋混凝土节点的设计提供了一定的试验数据与理论依据。目前，解释节点受力机理的理论模型主要有二类。一类是桁架加斜压杆机构模型，另一类足约束模型或称柱模型。在桁架加斜压杆机构模型中，梁、柱端荷裁是通过梁柱铡筋的粘结效应以周边“剪力流”的形式传入节点，使节点处于典型的纯剪状态，而剪力场产生的斜向主压应力自始至终由混凝土承担，在节点混凝十开裂后，主拉应力则由节点箍筋和柱筋组成的钢筋网格承担。存约束模型中，假设节点区为作用剪力较大的柱段，只要使节点赫筋达到一定用量，即“约束作用’’达到一定程度，即可保证安全。从现有

5、的试验与理论研究结果来看，在解释混凝土在节点传力机理中起到的作用时，第一类理论模犁更加符合实际情况，而约束模型则更加合理的解释了节点区的箍筋所起的作用【2

6、。根据构造特点和传力规律，框架节点常见的破坏形式可分为以下四种【3J：(1)梁端受弯的延性破坏：当梁端受拉钢筋屈服，受压混凝土被I＆碎，混凝土保护层脱落，梁上交叉裂缝严重，梁端形成颦性铰。(2)柱端压弯破坏：在弯矩和轴J玉力的共同作用下，柱端混凝土受雎破坏，柱筋J玉曲，箍筋压曲或绷断，柱端形成塑性铰。(3)粘结锚I占I破坏：梁受力钢筋的锚固长度不足，在反复街载作用F，钢筋与混凝土之

7、问的粘结发生破坏，钢筋滑移；或混凝土压酥，梁筋拔出，此时钢筋未屈服。(4)核心区剪切破坏：在水平力的作用下，节点核心区抗剪强度／fi足，出现斜向对角线裂缝，严重时混凝七成块脱落，箍筋外鼓或绷断。由铡筋混凝土结构框架节点的受力机理和破坏模式可知，提高节点梁端和柱端箍筋的强度以及增加粘结锚啕的措施，可减少l大】延性、抗震性差引起节点处的剪切破坏。2设计准则结构是由构件和节点构成的，单个构件必须通过节点相连接，协同工作才能形成结构整体。即使每个构件都能满足安全使用的要求，如果节点设计处理不恰当，一77—施工技术广东建材2011年第3期连接节

8、点的破坏，也常会引起整个结构的破坏。可见，要使结构能够满足预定功能的要求，必须进行正确的节点设计。在钢筋混凝土框架中，在节点设计时应遵循下列基本原则[4】：(1)节点受力均匀，有明确的传力路线。为了避免节点受力状况过于复杂，减少应力集中现象，节点传力应均匀和分散，在性能上应表现出与其相邻构件相同的使用荷载特性。在节点设计过程中，一方面要根据节点构造的实际受力状况，选择合理的结构计算简图；另一方面节点构造要与结构的计算简图相一致。避免因节点构造不恰当而改变结构或构件的受力状态，并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作情况。(2)节点应

9、具有可靠强度。在设计过程中，应该遵循“强剪弱弯、强柱弱梁、更强节点”的设计原则，即有意识地设计出弱梁、强柱和更强的节点。强剪弱弯原则是为了避免剪切破坏先于弯曲破坏，以便在梁上出现塑性铰并有足够的延性，而实现强节点是为了避