12.4.3框架梁柱节点解析-钢筋混凝土结构

1.保证强节点弱构件的要求

强烈地震震害和实验研究表明，框架节点产生剪切破坏时，耗能低，延性差，引起梁纵筋锚固松动，严重时会引起框架结构整体崩溃倒塌。节点破坏后的修复加固也很困难。因此，设计中应使节点核心区的受剪承载力高于与其连接的梁柱构件，即所谓的“强节点弱构件”的要求。但不同烈度地震作用下，钢筋混凝土框架节点的破坏程度不同，在7度地震作用下，对未按抗震设计的多层框架节点较少破坏；在8度地震作用下，部分节点尤其是角柱节点发生程度不同的破坏；在9度以上地震作用下，多数框架节点产生严重的震害。因此，对其应有不同的承载力和延性要求。规范规定，对一、二、三级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算，而四级抗震等级的框架节点按规定配置构造箍筋，不必进行受剪承载力计算。

框架梁柱节点核心区考虑抗震等级的剪力设计值V_j应按下列规定计算：

（1）9度设防烈度的一级框架和一级抗震等级的框架结构

1）顶层中间节点和端节点

2）其他层中间节点和端节点

（2）其他情况

1）顶层中间节点和端节点

2）其他层中间节点和端节点

式中 M^l_bua、M^r_bua——框架节点左、右两侧的梁端按实配钢筋截面面积、材料强度标准值，且考虑承载力抗震调整系数的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值；

η_vj——节点剪力增大系数，对于框架结构，一、二、三级抗震等级η_vj宜分别为1.50、1.35和1.20；

M^l_b、M^r_b——考虑地震作用组合的框架节点左、右两侧的梁端弯矩设计值；

h_b0、h_b——梁的截面有效高度、截面高度，当节点两侧梁高不相同时，取其平均值；

H_c——节点上柱和下柱反弯点之间的距离；

a′_s——梁纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离。(www.xing528.com)

式（12-41）、式（12-42）中的（M^l_bua+M^r_bua），以及式（12-43）和式（12-44）中的（M^l_b+M_b^r），均应按前面的规定采用。

2.节点核心区受剪的截面限制条件

为了防止节点截面太小，核心区混凝土承受过大的斜压应力，致使节点混凝土首先被压碎而破坏，框架梁柱节点核心区受剪的水平截面应符合下列条件：

式中 h_j——框架节点核心区的截面高度，可取验算方向的柱截面高度，即h_j=h_c；

b_j——框架节点核心区的截面有效验算宽度，当b_b≥b_c/2时，可取b_j=b_c；当b_b<b_c/2时，可取（b_b+0.5h_c）和b_c中的较小值。当梁与柱的中线不重合，且偏心距e₀≤b_c/4时，可取（0.5b_b+0.5b_c+0.25h_c-e₀）、（b_b+0.5h_c）和b_c三者中的最小值；此处，b_b为验算方向梁截面宽度，b_c为该侧柱截面宽度；

η_j——正交梁对节点的约束影响系数：当楼板为现浇、梁柱中线重合、四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2，且正交方向梁高度不小于较高框架梁高度的3/4时，可取η_j=1.50，对9度的一级宜取η_j=1.25；其他情况均取η_j=1.00。

3.节点的抗震受剪承载力计算

框架梁柱节点的抗震受剪承载力由混凝土斜压杆和水平箍筋两部分受剪承载力组成。节点核心区内混凝土斜压杆截面面积虽然可随柱端轴力的增加而稍有增加，使得在节点剪力较小时，柱轴压力的增大对节点抗震性能起一定有利作用；但当节点剪力较大时，因核心区混凝土斜向压应力已经较高，轴压力的增大反会对节点抗震性能产生不利影响。所以应适当降低轴压力的有利作用。

节点在两个正交方向有梁时，增加了对核心区混凝土的约束，因而提高了节点的受剪承载力。但若两个方向的梁截面较小，则其约束影响就不明显。因此，规定在两个正交方向有梁，梁的宽度、高度都能满足一定要求且有现浇板时，才可考虑梁与现浇板对节点的约束影响，并对节点的抗震受剪能力乘以大于1.0的约束系数。对于梁截面较小或只有一个方向有直交梁的中间节点以及边节点、角节点均不考虑梁对节点的约束影响。根据以上分析得框架梁柱节点的抗震受剪承载力为：

（1）9度设防烈度一级

（2）其他情况

式中 N——对应于考虑地震作用组合剪力设计值的节点上柱底部的轴向力设计值：当N为压力时，取轴向压力设计值的较小值，且当N>0.5f_cb_ch_c时，取N=0.5f_cb_ch_c；当N为拉力时，取N=0；

A_svj——核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋各肢的全部截面面积；

h_b0——梁截面有效高度，节点两侧梁截面高度不等时取平均值。