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钢筋混凝土框架节点抗震设计研究 【摘要】框架节点是建筑结构的关键部位，因为框架节点的受力复杂，对它的施工也比较困难。建筑设计人员通过对震害的调查和研究可以知道，由于地震的作用框架节点承受着很大的水平剪力的作用，因此框架节点是结构抗震的薄弱环节，往往会产生剪切脆性破坏。另外，由于长久的荷载作用，钢筋的粘结力也会退化，极易发生钢筋锚固的破坏，从而造成节点的强度、刚度和耗能能力大幅度降低。因此，对与框架节点抗震的设计成为了我们设计建筑重点考虑的内容。本文以某项目为例，从延性抗震设计的思想“ 强柱弱梁”、“ 强剪弱弯” 、“强节点强锚固”出发，对钢筋混凝土框架的抗震设计进行了探讨。 【关键词】框架节点；抗震设计；延性设计 0.前言 节点核心区在地震的作用下会受到很大的剪力，节点一旦遭到破坏，会对结构的稳定性造成很大的影响，极可能会破坏框架的整体结构，甚至造成建筑倒塌，后果十分严重。因此，对梁柱节点的抗震设计就成为了框架抗震设计的重要组成部分，研究钢筋混凝土框架节点的抗震性能还具有十分重要的现实工程意义。 1.节点的受力 1.1.节点的概述 建筑结构中常采用的一种结构就是钢筋混凝土框架结构。框架节点主要指的是位于框架柱和框架梁相交的节点核心区及邻近核心区的梁端和柱端，是钢筋混凝土框架结构中的关键部分，对框架内力的传递、分配以及保证结构整体性起到了关键性的作用。 1.2.节点的受力分析 框架节点是梁、柱的交接部位，其受力情况特别复杂，主要是来自梁的剪力、弯矩和柱子的轴向力、剪力、弯矩的共同作用的结果。 节点的核心区域在竖向荷载较大水平地震作用较小时，由左、右梁端截面中的内力引起剪力较小，此种情况下对于节点的受力是有效的。而在较大的水平地震作用下，左、右梁端分别会受到正、负弯矩的作用，此时节点核心区的剪力比较大，节点受力及其不利。因此对于节点的抗震性能的研究多以后一种不利状况为对象[1]。 1.3.节点的受力机理 节点的受力受到很多因素的影响，但是最主要的受力机理有3种: （1）所谓斜压杆机理斜压杆模型，其主要考虑的是核心区混凝土对节点受力的影响，该模型适用于核心区只是素混凝土没有箍筋或者箍筋很少的情况（如图1所示）。 （2）剪摩擦机理，对于核心区混凝土受剪破坏、水平箍筋屈服但是梁筋还未发生屈服的未粘结破坏的情况这种模型是最适用的。 （3）当核心区既存在水平箍筋还有较密的垂直钢筋时，设想由水平箍筋承担水平拉力，由垂直钢筋和柱子的轴向力承担垂直拉力，由斜裂缝之间的混凝土承受斜压力，组成平衡体系，形成桁架模型（如图2所示）。 2.节点的破坏机理及失效方式 2.1.节点的破坏机理 在正常的配筋的情况下，分析节点核心区的受力以及破坏过程大致可分为以下四个阶段。 (1)初裂：所谓初裂就是水平加载下使核心区出现第一条裂缝。这种情况下水平箍筋的应力很小，框架节点处于弹性工作阶段，此时节点剪力主要由混凝土来承受。 (2)通裂：出现初裂后如果继续加载，则节点核心区将会陆续地出现裂缝，这些裂缝将核心区分割成若干的小块，形成贯通节点核心区对角线的主斜裂缝，这被称为核心区通裂阶段。核心区的水平箍筋应力在此时增加的很快，中部的箍筋大多屈服，框架节点刚度显著降低，进入弹塑性阶段。 (3)极限：通裂后继续加载，核心区的剪切变形在此时会成倍增长，混凝土保护层开始起翘剥落，水平箍筋在这时也几乎全部屈服，抗剪的承载能力达到最大值，被称作极限阶段。 (4)破损：核心区混凝土大块剥落，变形在此时加剧，抗剪的承载力下降，混凝土在此时被压碎。 2.2.节点失效的方式 从核心区受剪承载力和梁、柱端正截面承载力的强弱出发，节点的失效方式可以分为三种。 (1)梁、柱端受拉钢筋屈服之前，节点发生剪切失效或破坏。 (2)梁端丧失正截面承载力之前，随节点的交替变形而逐步增大，节点发生剪切失效或破坏。 (3)梁端受到拉钢筋的屈服之后，随节点的交替变形逐步增大，梁、柱端塑性铰充分转动，直至其丧失了正截面的承载力。在核心区这个过程中节点未发生剪切失效或破坏[2]。 3.框架节点的抗震设计 3.1工程概况 某工程为高层商住楼,建筑面积为71670.91平方米，层数为22层；建筑高度为70米，部分框支剪力墙结构，在四层(16.780)为结构转换层。建筑物抗震设防烈度为6度，抗震设防分类为丙类，一般框架梁抗震等级为四级，框支柱抗震等级为一级，框支梁抗震等级为二级。落地加强部分一般剪力墙抗震等级为二级。(标高:基顶～22.380)， 非加强部分一般剪力墙抗震等级为四级。(标高:22.380～屋顶)。结构的设计使用年限为50年，建筑结构安全等级二级。 建筑结构耐火等级为一级。场地土类别为II类，地震加速度为0.05g，设计地震分组为一组。 钢筋混凝土框架节点的抗震设计中由建筑延性设计而带