CN103195169B - 一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点 - Google Patents

Abstract

一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，属于钢筋混凝土框架梁柱节点技术领域。包括节点核心区、柱、梁、梁纵筋、梁箍筋、柱纵筋、柱箍筋、节点垂直拉筋，节点核心区是由柱与梁相交叉形成的矩形区域；在节点核心区配置垂直于柱、梁所形成的平面直径为6mm～20mm的节点垂直拉筋，节点垂直拉筋末端应做成180°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于拉筋直径的10倍；本发明能给节点核心区混凝土提供约束作用，在节省钢筋的同时，可以提高节点核心区的承载力、延性等抗震性能。

Description

一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点

技术领域

本发明涉及一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，属于钢筋混凝土框架梁柱节点设计领域。

背景技术

我国属于地震多发国家，不可预知的地震给人类社会造成了巨大的生命和财产损失；同时，钢筋混凝土框架结构在我国的土木工程领域中应用十分广泛。由于地震的突发性、巨大破坏性和难预报性，对于如何提高钢筋混凝土结构的抗震性能是预防地震灾害的主要问题。在钢筋混凝土框架结构中，节点又是框架结构的重要受力部位；在强震作用下，节点核心区受弯矩，剪力，轴压力复杂作用，成为框架结构中薄弱部位，而且属于的脆性破坏，往往导致难以修复的破坏，甚至是整个结构的倒塌。为此，在我国建筑抗震设计规范《GB50011-2010》中，钢筋混凝土框架结构抗震设计采用“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件”原则。

在大震作用下，钢筋混凝土结构的梁铰机制优于柱铰机制，梁铰机制可在保持竖向承载能力的条件下，使结构产生较大变形而不倒塌，最大限度地吸收地震能量。理想的塑性饺是首先出现梁端，推迟塑性饺出现柱端，尽量避免框架结构的倒塌。

在强震作用下，地震烈度成果结构的抗震设防烈度时，钢筋混凝土结构在出现梁铰机制之后，可能发生节点破坏，使结构产生过大变形而倒塌。在汶川地震中，大量的震害表明，钢筋混凝土框架存在由于节点承载力不足，不满足强节点要求而导致框架整体倒塌的结构。要提高钢筋混凝土结构节点的抗震性能，从而消除这些安全隐患。对这类结构采取何种设计，以提高其抗震性能，满足抗震设计需求，是急需解决的问题。

目前，我们国家建筑抗震设计规范《GB50011-2010》在进行结构设计时，虽然采用了“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件”设计原则。但是各种因素，在实际结构中达不到“强节点”。目前，对于这些"弱节点"结构要突破各种条件的制约，提高其抗震性能，如节点的抗剪承载力、刚度、延性、耗能能力等。

因此，为了有效预防及减小地震灾害，还应该加强对框架节点抗震性能设计的研究；在钢筋混凝土框架结构构件加固中，梁、柱的加固方法已有相应的规范指导，但是由于框架节点核心区的加固较为困难，目前，尚未成熟可行加固方法，更无相应的规范指导。

目前，国内外已有的关于钢筋混凝土框架节点的加固技术主要有：1）增大截面法；2）外包钢加固法；3）粘贴钢板加固法；4）粘贴碳纤维加固法；这几种加固方法，多适应于平面节点核心区，存在结构卸荷、应变滞后、现场施工等诸多问题；而且对于空间节点，由于直交梁的存在，给节点核心区的加固带来不便，因此，框架空间节点核心区的抗震性能设计需得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于针对上述钢筋混凝土框架节点的刚度、延性等抗震性能不足，不能满足抗震规范的“强节点”要求的问题，提供一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点；可以明显的提高节点核心区的刚度、延性等抗震性能。根据节点核心区的受力机理，此设计方法主要通过配置垂直拉筋加强对核心区混凝土的约束作用来实现其抗震性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，是由柱（2）与梁（3）相交叉形成的节点核心区（1），并在节点核心区（1）配置节点垂直拉筋（8）而组成的节点结构，其特征在于：包括节点核心区（1）、柱（2）、梁（3）、梁纵筋（4）、梁箍筋（5）、柱纵筋（6）、柱箍筋（7）、节点垂直拉筋（8）；所述节点核心区（1）由柱（2）、梁3相交形成的矩形区域，所述节点垂直拉筋（8）是垂直于柱（2）、梁（3）所形成的平面，且贯穿节点核心区。节点垂直拉筋（8）沿梁纵筋（4）的方向是每对柱纵筋（6）上都布置，或者隔一个柱纵筋（6）布置一个节点垂直拉筋（8）。

进一步，其特征在于：所述节点垂直拉筋（8）直径为6mm～20mm。

进一步，其特征在于：所述节点垂直拉筋（8）末端应做成180°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于拉筋直径的10倍，两端的弯钩套在柱纵筋（6）上。

进一步，其特征在于：所述节点垂直拉筋(8)竖向间距即在柱纵筋(6)上的最小间距值等于min{柱纵筋6直径的8倍，梁3竖直方向的高度（hb）的1/4，150mm}。

本发明具有以下优点：

1、节省钢筋用量。从节点核心区的约束的角度出发，采用节点垂直拉筋8对核心区的较强约束作用，在同直径同间距时，可以节省50%钢筋用量；在增加拉筋直径，或者减小拉筋间距时，可以节省20%～30%的钢筋用量。同时还可以保证节点核心区同样的变形能力。

2、抗剪承载力高。从节点核心区的斜压杆模型出发，通过节点垂直拉筋8对核心区的较强约束作用，从而提高节点核心区混凝土的抗压强度，进而提高节点核心区的抗剪承载力。使之具有较好的刚度、延性等抗震性能。

3、抗震性能好。通过节点垂直拉筋8对节点核心区的约束作用，进而提高节点核心区的刚度、延性。使之具有较好的刚度、延性等抗震性能。

4、施工简单、适应性强。由于节点核心区有梁纵筋、柱纵筋通过，空间有限，给施工带来不便。而仅布置垂直拉筋，施工方便，效率很高。适合各种形式的节点核心区。

通过对采用发明的配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点进行试验研究表明，节点核心区的抗剪承载力有所提高，刚度、延性有明显的提高，满足框架节点的抗震性能要求。

下面通过附图和实施例对本发明方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的钢筋混凝土节点核心区立面示意图；

图2为本发明的钢筋混凝土节点核心区平面示意图；

图3为本发明的钢筋混凝土节点核心区立面配筋图；

图4为本发明的钢筋混凝土节点核心区平面配筋图；

1、节点核心区，2、柱，3、梁，4、梁纵筋，5、梁箍筋，6、柱纵筋，7、柱箍筋，8、节点垂直拉筋。

具体实施方式

一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，是由柱2与梁3相交叉形成的节点核心区1，并在节点核心区1配置节点垂直拉筋8而组成的节点结构，其特征在于：包括节点核心区1（节点核心区的竖直方向的高度为hb，沿梁纵筋4方向的长度为hc，沿梁箍筋5方向的宽度为bc）、柱2、梁3、梁纵筋4、梁箍筋5、柱纵筋6、柱箍筋7、节点垂直拉筋8；所述节点核心区1由柱2、梁3相交形成的矩形区域；所述节点垂直拉筋8是垂直于柱2、梁3所形成的平面，且贯穿节点核心区。节点垂直拉筋8沿梁纵筋4的方向是每对柱纵筋6上都布置，或者隔一个柱纵筋6布置一个节点垂直拉筋8。所述节点垂直拉筋8末端应做成1800弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于拉筋直径的10倍，两端的弯钩套在柱纵筋6上。节点核心区立面示意图见图1；钢筋混凝土节点核心区平面示意图见图2；钢筋混凝土节点核心区立面配筋图见图3；钢筋混凝土节点核心区平面配筋图见图4；节点垂直拉筋8直径为6mm～20mm；所述节点垂直拉筋8竖向间距最小值等于min{柱纵筋6直径的8倍，梁3竖直方向的高度hb的1/4，150mm}；节点垂直拉筋8水平面上每对柱纵筋6都布置，或者隔一拉一。

以上所述，仅为发明的其中一种实施例。对于其他的钢筋混凝土框架节点形式，也可以同样设置垂直箍筋。凡是根据本发明技术实质对以上实施例做的任何修改、变更或等效结构变化，均应属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，是由柱(2)与梁(3)相交叉形成的节点核心区(1)，并在节点核心区(1)配置节点垂直拉筋(8)而组成的节点结构，其特征在于：包括节点核心区(1)、柱(2)、梁(3)、梁纵筋(4)、梁箍筋(5)、柱纵筋(6)、柱箍筋(7)、节点垂直拉筋(8)；所述节点核心区(1)由柱(2)、梁（3）相交形成的矩形区域，所述节点垂直拉筋(8)是垂直于柱(2)、梁(3)所形成的平面，且贯穿节点核心区，所述节点垂直拉筋(8)末端应做成180°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于拉筋直径的10倍，两端的弯钩套在柱纵筋(6)上，节点垂直拉筋(8)沿梁纵筋(4)的方向是每对柱纵筋(6)上都布置，或者隔一个柱纵筋(6)布置一个节点垂直拉筋(8)。

2.按照权利要求1的一种配垂直拉筋的钢筋混凝土框架节点，其特征在于，所述节点垂直拉筋(8)直径为6mm～20mm。