技术与市场第18卷第8期2011年
技术研发
钢筋混凝土梁柱节点承载力比较
洪东坡,杜舂豪
(河南省众慧电力工程咨询有限责任公司,河南郑州
450007)
摘要:通过对新西兰、美国、日本、欧洲、中国规范钢筋混凝土粱柱节点承栽力的比较。研究了粱柱节点的承栽能力以及最小配箍量的限制条件,分析了各国规范对粱柱节点的相同点和不同点。关键词:钢筋混凝土;粱柱节点;规范比较doi:lO.3969,j.is眦.1006-8554.2011.08.077
钢筋混凝土框架在土木工程结构中大量使用。框架的抗震性能与梁、柱和节点核芯区具有密切联系。多次震害表明,节点核芯区在强烈地震作用下承受很大的剪力且很容易遭受破坏。尤其是节点剪切破坏是框架结构发生严重震害的主要原因。本文就如何保证节点在强震作用下的安全问题进行分析。
1
四国规范节点设计方法
1.1新西兰规范的节点设计方法
20世纪70年代末,新西兰的R.P盯k和T.Paulay提出在框架节点核芯区存在由梁、柱端受压区混凝土压力引起的斜压杆机构和由梁、柱端钢筋应力引起的桁架机构这两种并存的抗剪机构,并首次在新西兰规范中给出了建立在这两种机构概念卜的没计方法。但因对梁、柱筋贯穿段的粘结传力能力缺乏定量判断,而且未意识到节点水平箍筋对核芯区受压混凝土的约束效应以及剪压比偏小(小于0.10)的节点因不会开裂而不需按计算配置抗剪箍筋,从而在1982年首次提出节点抗震抗剪公式和1994年修改设计公式时,不得不对两种传力机构做人为调整,但未能确切反映节点核芯区的真实受力规律。另外,新西兰学者至今未做过考察轴压比对节点性能影响的试验。据T.PauI卵介绍,新西兰现行规范规定是暂且参照轴压比对柱抗剪性能的影响规律给出的j即认为在使组合体达到相同的抗震延性水准下,轴压比越高,节点的水平箍筋用量可以
越少。
新西兰NZs3101规范中节点设计具体规定如下:(1)节点的箍筋最小配筋量:
Am:0.4y舨
(1)(2)节点名义剪切应力卜限值:
ym≤0.珈舡
(2)
(3)节点剪切承载力设计公式:
Ajh:孚(1如1.6穹掣)乒盯
(3)
1.2
美国ACl318规范的节点设计方法
美国学者曾对抗震节点作过广泛的试验研究。但在受力机理方面的探索不多。ACl318规范以及ACI—AscE352委员会的节点设计建议都受以J.K.wi曲t为代表的主流派观点影响,认为节点是一段受较大剪力作用的柱,从而只给出抗剪能力上限,并认为在此卜.限以下只需按构造确定水平箍筋用量即可保证节点的抗震要求。美国规范在节点设计中未考虑轴压比的影响。
美国ACl318一05中节点设计方法包括以下几个方面:(1)规定节点最小配箍量:
A.h≥0.306。工’∥∞【似。组曲一l】
(4)同时还满足:
A女≥O.O%6。疋’舨
(5)(2)为防止发生斜压破坏,节点的极限承载力满足:
书y。≥y。
(6)
式中,y广为乘了系数的作用剪力:
巾一系数,取值O.85;
y.r为节点的名义抗剪强度.为对于普通混凝土结构
的抗震节点,y。的取值如下:
万方数据
1)当节点的四周都受直交粱的约束时,yfI=20V矿Ai;2)当节点三边或相对的两面受直交梁的约束时,y乒15V万Aj;3)其它情况时,yn一12V万Ai;
A卜为节点区有效面积。
1.3欧共体EC8规范的节点设计方法
欧共体EC8规范的抗震节点设计规定受希腊T.P.1la弓si鸺观点的影响。认为当使贯穿节点的梁筋保持一定的粘结能力时,节点两侧梁端可能形成卜下贯通的垂直裂缝,因此可将节点视为一1.4
中国规范的节点设计方法
我国在20世纪70年代末完成了首批节点抗震性能试验研究,但主要着眼于节点核芯区的宏观受力性能,未涉及受力机理订后规范的具体规定如下:
(1)为了防止节点核芯区混凝士斜压破坏,规定了剪压比t限:
1
K≤。意(0.3%归j的
(7)
(2)为了防止节点发生斜拉型剪切破坏,规定了节点最小配(3)规定了确定水平箍筋用量的抗震受剪承载力公式:
1)9度以下
睁圭(1.1%』6^+0.05州}鲥。'j鱼譬)
(8)
2)9度时
忙圭(o.%加舳似,!毡譬)
(9)
综合以上情况可以看出,各国在抗震节点设计中都考虑到了两个方面,即节点最小配箍率和节点作用剪力卜限。日本和美国规范中没有考虑柱轴力增大对节点抗剪的有利作用。
3结论
本文通过对几围规范关于钢筋混凝土框架梁柱节点的承载力的设计以及箍筋最小配箍量的限制,可以看出:新西兰规范节点箍筋用量过大。节点抗震性能虽然比其它几国好,但明显过于日本配箍最少,但节点仍具有所需的抗震能力;中国配箍量也比意。参考文献:
1989.
【2】李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计【M】.北京:中国建筑
工业出版社.2002.
105
个混凝土块体,并通过按构造设置的水平箍筋来约束块体中交叉斜裂缝的宽度。在所给出的确定水平箍筋用量的公式中认为,水平箍筋用量可以随轴压比的增大而降低。
研究。目前我国设计规范所用的抗震节点设计方法是以20世纪70年代末完成的系列试验结果为依据经专家综合分析提出的。在新规范修订中曾参照最新研究获得的试验结果,在9度区设计公式中取消了轴压比对节点抗剪性能起着有利作用的做法。修箍率;
保守;美国Acl318规范按构造给出的节点箍筋明显偏少。美国和新西兰明显偏小,但比美、日略偏高,节点抗震性能同样较为满
【l】唐九如.钢筋混凝土框架节点抗震【M】.南京:东南大学出版社,
钢筋混凝土梁柱节点承载力比较
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
洪东坡, 杜春豪
河南省众慧电力工程咨询有限责任公司,河南郑州,450007技术与市场
Technology and Market2011,18(8)
1. 唐九如 钢筋混凝土框架节点抗震 19892. 李国强;李杰;苏小卒 建筑结构抗震设计 2002
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jsysc201108078.aspx
技术与市场第18卷第8期2011年
技术研发
钢筋混凝土梁柱节点承载力比较
洪东坡,杜舂豪
(河南省众慧电力工程咨询有限责任公司,河南郑州
450007)
摘要:通过对新西兰、美国、日本、欧洲、中国规范钢筋混凝土粱柱节点承栽力的比较。研究了粱柱节点的承栽能力以及最小配箍量的限制条件,分析了各国规范对粱柱节点的相同点和不同点。关键词:钢筋混凝土;粱柱节点;规范比较doi:lO.3969,j.is眦.1006-8554.2011.08.077
钢筋混凝土框架在土木工程结构中大量使用。框架的抗震性能与梁、柱和节点核芯区具有密切联系。多次震害表明,节点核芯区在强烈地震作用下承受很大的剪力且很容易遭受破坏。尤其是节点剪切破坏是框架结构发生严重震害的主要原因。本文就如何保证节点在强震作用下的安全问题进行分析。
1
四国规范节点设计方法
1.1新西兰规范的节点设计方法
20世纪70年代末,新西兰的R.P盯k和T.Paulay提出在框架节点核芯区存在由梁、柱端受压区混凝土压力引起的斜压杆机构和由梁、柱端钢筋应力引起的桁架机构这两种并存的抗剪机构,并首次在新西兰规范中给出了建立在这两种机构概念卜的没计方法。但因对梁、柱筋贯穿段的粘结传力能力缺乏定量判断,而且未意识到节点水平箍筋对核芯区受压混凝土的约束效应以及剪压比偏小(小于0.10)的节点因不会开裂而不需按计算配置抗剪箍筋,从而在1982年首次提出节点抗震抗剪公式和1994年修改设计公式时,不得不对两种传力机构做人为调整,但未能确切反映节点核芯区的真实受力规律。另外,新西兰学者至今未做过考察轴压比对节点性能影响的试验。据T.PauI卵介绍,新西兰现行规范规定是暂且参照轴压比对柱抗剪性能的影响规律给出的j即认为在使组合体达到相同的抗震延性水准下,轴压比越高,节点的水平箍筋用量可以
越少。
新西兰NZs3101规范中节点设计具体规定如下:(1)节点的箍筋最小配筋量:
Am:0.4y舨
(1)(2)节点名义剪切应力卜限值:
ym≤0.珈舡
(2)
(3)节点剪切承载力设计公式:
Ajh:孚(1如1.6穹掣)乒盯
(3)
1.2
美国ACl318规范的节点设计方法
美国学者曾对抗震节点作过广泛的试验研究。但在受力机理方面的探索不多。ACl318规范以及ACI—AscE352委员会的节点设计建议都受以J.K.wi曲t为代表的主流派观点影响,认为节点是一段受较大剪力作用的柱,从而只给出抗剪能力上限,并认为在此卜.限以下只需按构造确定水平箍筋用量即可保证节点的抗震要求。美国规范在节点设计中未考虑轴压比的影响。
美国ACl318一05中节点设计方法包括以下几个方面:(1)规定节点最小配箍量:
A.h≥0.306。工’∥∞【似。组曲一l】
(4)同时还满足:
A女≥O.O%6。疋’舨
(5)(2)为防止发生斜压破坏,节点的极限承载力满足:
书y。≥y。
(6)
式中,y广为乘了系数的作用剪力:
巾一系数,取值O.85;
y.r为节点的名义抗剪强度.为对于普通混凝土结构
的抗震节点,y。的取值如下:
万方数据
1)当节点的四周都受直交粱的约束时,yfI=20V矿Ai;2)当节点三边或相对的两面受直交梁的约束时,y乒15V万Aj;3)其它情况时,yn一12V万Ai;
A卜为节点区有效面积。
1.3欧共体EC8规范的节点设计方法
欧共体EC8规范的抗震节点设计规定受希腊T.P.1la弓si鸺观点的影响。认为当使贯穿节点的梁筋保持一定的粘结能力时,节点两侧梁端可能形成卜下贯通的垂直裂缝,因此可将节点视为一1.4
中国规范的节点设计方法
我国在20世纪70年代末完成了首批节点抗震性能试验研究,但主要着眼于节点核芯区的宏观受力性能,未涉及受力机理订后规范的具体规定如下:
(1)为了防止节点核芯区混凝士斜压破坏,规定了剪压比t限:
1
K≤。意(0.3%归j的
(7)
(2)为了防止节点发生斜拉型剪切破坏,规定了节点最小配(3)规定了确定水平箍筋用量的抗震受剪承载力公式:
1)9度以下
睁圭(1.1%』6^+0.05州}鲥。'j鱼譬)
(8)
2)9度时
忙圭(o.%加舳似,!毡譬)
(9)
综合以上情况可以看出,各国在抗震节点设计中都考虑到了两个方面,即节点最小配箍率和节点作用剪力卜限。日本和美国规范中没有考虑柱轴力增大对节点抗剪的有利作用。
3结论
本文通过对几围规范关于钢筋混凝土框架梁柱节点的承载力的设计以及箍筋最小配箍量的限制,可以看出:新西兰规范节点箍筋用量过大。节点抗震性能虽然比其它几国好,但明显过于日本配箍最少,但节点仍具有所需的抗震能力;中国配箍量也比意。参考文献:
1989.
【2】李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计【M】.北京:中国建筑
工业出版社.2002.
105
个混凝土块体,并通过按构造设置的水平箍筋来约束块体中交叉斜裂缝的宽度。在所给出的确定水平箍筋用量的公式中认为,水平箍筋用量可以随轴压比的增大而降低。
研究。目前我国设计规范所用的抗震节点设计方法是以20世纪70年代末完成的系列试验结果为依据经专家综合分析提出的。在新规范修订中曾参照最新研究获得的试验结果,在9度区设计公式中取消了轴压比对节点抗剪性能起着有利作用的做法。修箍率;
保守;美国Acl318规范按构造给出的节点箍筋明显偏少。美国和新西兰明显偏小,但比美、日略偏高,节点抗震性能同样较为满
【l】唐九如.钢筋混凝土框架节点抗震【M】.南京:东南大学出版社,
钢筋混凝土梁柱节点承载力比较
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
洪东坡, 杜春豪
河南省众慧电力工程咨询有限责任公司,河南郑州,450007技术与市场
Technology and Market2011,18(8)
1. 唐九如 钢筋混凝土框架节点抗震 19892. 李国强;李杰;苏小卒 建筑结构抗震设计 2002
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jsysc201108078.aspx