砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施

砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施

曾巧

（襄阳市第二建筑设计院湖北襄阳441000）

【摘要】强节点弱构件是建筑抗震设计的基本原则之一，保证砼梁柱节点安全至关重要。在建筑结构设计工作中，特别是在抗震设防高烈度地区，砼框架结构常常会出现梁柱节点域抗剪超限问题。本文通过对梁柱节点域抗剪计算理论、公式的分析，结合实际工作经验，总结了一些相应处理措施。

【关键词】砼梁柱节点域；抗剪超限

【中图分类号】TU31【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0048-02

《建筑抗震设计规范》GB5011-2010中明确规定，一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算；四级框架节点核芯区可不进行抗震验算，但应符合抗震构造措施的要求。

在地震往复作用下，砼主拉应力引起梁柱节点区的抗剪破坏。梁柱节点区出现多条交叉裂缝，砼被压碎，柱纵筋被压屈。其破坏形式属于脆性破坏，应严格避免。

1.梁柱节点核心区截面抗震验算公式

一、二、三级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值，计算公式如下，

2.框架结构梁柱节点抗剪承载力的影响因素

由上述公式可以发现，其主要影响因素是梁柱节点核芯区截面尺寸以及梁对柱的约束条件等。

2.1梁板对节点的约束影响

梁板对柱节点具有约束作用，能提高节点区砼的抗剪能力。四边有梁的中柱可以受到有效的约束。而三边有梁的边柱和二边有梁的角柱，其梁对柱的约束作用并不明显。

2.2轴向压力的影响

当轴向压力较小时，节点区砼的抗剪强度随着轴压力的增加而增加。但当轴压比较大时（一般为0.6~0.8），节点区砼的抗剪强度反而随轴压力的增加而下降。

2.3剪压比的影响

砼梁柱节点区砼与钢筋是共同工作的，通过限制节点水平截面上的剪压比来实现节点破坏时钢筋先屈服、砼后破坏。当剪压比较大时，增加箍筋的作用不再明显，此时就需要增加节点水平截面的尺寸。

2.4梁纵筋滑移的影响

对于中柱节点，由于地震的往复作用会使梁纵筋在节点处的粘结锚固迅速破坏，梁纵筋产生滑移，使节点区抗剪承载力降低，同时也会使节点的刚度和延性显著降低。一般情况下边柱节点梁纵筋的滑移较中柱节点小。防止梁纵筋滑移，通常限制纵筋直径不大于1/25柱宽，即让梁纵筋在节点区有不小于25倍直径长度的锚固长度，也可将梁纵筋穿过柱中心轴后再弯入柱内用以改善锚固性能。

3.调整措施

对于框架结构梁柱节点域抗剪超限的情况，在设计时必须及时调整使之满足要求。通常在“梁柱节点核芯区有效验算截面”和“梁柱节点核芯区组合剪力设计值”两个方面做出调整。

3.1梁柱节点有效验算截面调整

a.使节点核芯区的截面宽度达到最大值。在进行节点抗剪超限调整时，应首先确定是哪个方向超限。然后一是调整超限方向梁宽不小于柱宽的1/2；二是减小与超限方向垂直的框架柱截面高度，这样做虽然会降低框架柱的刚度，但也同时减小了相应的地震力。

b.增大节点核芯区的截面高度，即增加验算方向框架柱截面高度。但增大此参数，往往会改变另一方向上节点核芯区抗剪承载力。有时会出现调整好了这个方向，另一个方向又出现了超限的现象。

c.调整框架柱四周框架梁的高度，使其相差不宜过大。与其正交方向梁的高度不小于该方向梁高的3/4，从而使得正交梁的约束影响系数最大。

d.当梁柱中线不重合时，梁宽不能满足上述要求时，可通过框架梁水平方向加腋的措施来进行调整。

3.2梁柱节点核芯区组合剪力设计值调整

在建筑允许的条件下，可以通过适当减少框架梁的跨度，以减少梁端的不平衡弯矩引起的节点剪力，从而在节点截面不变的情况下解决节点核芯区抗剪超限问题。实际工作中，一是通过增加框架柱或剪力墙来对结构进行调整，其实质就是减少结构的层间位移角，从而减少梁端弯矩；二是通过增加框架梁高度，根据梁柱节点核芯区剪力设计值计算公式可以看到，剪力与梁高成反比关系，但增加梁高后会使该处刚度增大，分配到更多地震力，其效果不是很好。

3.3提高框架柱的砼强度

框架柱砼强度的提高对其刚度的影响基本上可以忽略，却可以显著提高节点区抗剪能力。如砼强度从C30提高到C45，其抗剪能力可以提高1.47倍。

当梁柱砼强度级差大于2级时，应采取梁、柱砼分开浇筑的施工措施。这对施工条件和组织管理要求较高。在工程施工之前设计方应明确告知施工方相应的注意事项，以满足设计意图。

4.结语

通过总结了一些解决框架结构梁柱节点域抗剪超限的相关措施，供行同行参考探讨，也希望这些的思路能够更科学高效的运用到实际工作当中。

参考文献

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