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1、探讨钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震加固 - 结构理论 【摘要】国内外多次地震的实践证明，钢筋混凝土框架结构具有良 好的抗震性能，使得这一结构形式得以广泛使用。常用的框架结构 有三种体系，即：内框架、纯框架和框架一剪力墙结构体系。文章 对钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震加固方面作了详尽的阐述和探讨。【关键词】框架；节点；抗震加固不论何种框架结构，都有框架节点。节点是一个重要的结构 部位，它在框架中起着传递和分配内力、保证结构整体性的作用。 纯框架结构的节点受力大，要求严。框架一剪力墙结构由于水平力 主要由剪力墙承担，节点的受力比纯框架中的略小，要求可适当放 宽。至于装配式框架，节点更是一个薄弱坏节。由
2、于节点处梁柱数目的比例不同，节点受力状况也是不一样 的，如顶层边柱节点是一个拐角节点，受荷后节点受张开或闭合的 弯矩，而梁柱的钢筋都要在核心区锚固，受力比较复杂，节点核心 区容易发生破坏。十字形的中柱节点由于四周有梁的约束，比较安 全，但在强烈地震作用下，节点两侧的梁端可能均达到很大的剪力， 容易发生核心区剪切破坏。一、节点的强度（一）节点的受力特点根据结构力学的分析，我们得到一结论：在竖向荷载作用下， 中柱节点核心区受剪力较小，边柱节点核心区受剪力较大。在水平荷载作用下，节点受水平剪力很大，一般为柱子的 46 倍，在水平 剪力和轴向压力的共同作用下，节点核心区将产生很大的斜拉力， 使混凝土产
3、生斜裂缝，发生剪切破坏。（二）影响节点抗震强度的因素1.轴向力。轴向压力在一定范围内对节点抗震是有利的，但 是对于是否提高节点极限抗剪强度观点还不一致。但是轴压比不大 于 0.8 时，一般认为有利于节点抗剪，可提高节点延性，减轻节点 破坏程度。2.水平箍筋。混凝土初裂时节点抗剪能力不受箍筋多少的影 响。节点抗剪强度和配箍率之间是非线性的，抗剪强度不是按 （Vc+Vs）那样按比例增加，且配箍率过高会引起混凝土破坏先于 箍筋屈服的后果，使节点核心区的抗剪强度达不到预计的最大值。3.柱子的纵向钢筋。柱子纵筋对节点抗剪是有利的，但不像 增加水平箍筋那样能提高节点的抗剪强度。4.垂直钢筋。设置垂直钢筋可
4、承担节点剪力的垂直分量，以 减小混凝土负担，从而提高节点强度，节点延性也有明显增加，但 抗初裂强度未提高。5.直交梁。对提高核心区抗剪强度有明显作用。6.楼板和梁腋。楼板具有增强对节点的约束和提高梁的抗弯 能力的作用。对梁加腋使节点抗剪的有效体积有所增加，提高抗剪 强度和刚度，有利于实现强柱弱梁。7.偏心影响。同梁柱无偏心的情况相比，其承载能力要降低50%70%。（三）节点的变形节点的变形主要包括节点中心区的剪切变形和梁端对柱边的 转动，这种转动是梁筋滑动（从柱中拔出）而引起的。也就是说， 当结构进入非弹性阶段后，承受高弯曲、高剪切和轴向力的节点区 将产生弯曲变形（染端对柱边的转动）这三种非弹
5、性变形。（四）节点的延性延性是反映结构、构件或材料非弹性变形能力的一个度量指 标。对于节点的延性要求，主要是对邻近核心区的梁端和柱端而言 的，要求梁端和柱端有较大的变形能力，即使出现塑性铰也不至于 产生梁柱剪切破坏。（五）节点的破坏形式根据震害的试验结果，节点的破坏形式可分为以下四种。1.梁端受弯破坏。受拉钢筋屈服，受压区混凝土压碎。混凝 土保护层脱落，梁上交叉斜裂缝严重，梁端形成塑性铰。2.柱端压弯破坏。在弯矩和轴向力的共同作用下，柱端混凝 土受压破坏，柱筋压曲，箍筋外鼓或崩断，柱端形成塑性铰。3.锚固破坏。梁受力筋锚固长度不足，在反复荷载作用下， 钢筋与混凝土的粘结先行破坏，钢筋滑移，或混
6、凝土压酥，梁筋拔 出，而此时梁筋尚未达到屈服。4.核心区剪切破坏。在水平力作用下，节点核心区抗剪强度 不足，产生斜向对角裂缝或交叉裂缝。严重时混凝土成块剥落，箍筋外鼓或崩断。上述第一种弯曲破坏属延性破坏，其余三种皆属脆性破坏， 应设法避免。节点破坏的主要原因是混凝土缺少约束，节点配筋不 足，钢筋锚固不当以及施工质量不良等引起，也就是说，要从强度 和延性构造两个方面采取措施，也提高节点的抗震性能。二、节点抗震加固研究（一）加固计算承载力原则1.结构的计算简图应根据结构实际受力情况确定。2.结构的计算载面积，应采用实际有效载面积，并考虑结构 在加固时的实际受力情况和加固部分应变滞后的特点，以及加固
7、部 分一结构协同工作的程度。3.进行结构的承载力验算时，应考虑实际荷载偏心、结构变 形、温度作用等造成的附加内力。4.加固后使结构重量增大时，尚应对被加固的相关结构及建 筑物基础进行验算。（二）加固方法的比较和研究1.加大载面加固法是采用增大混凝土构件的载面面积，以提 高其承载力和满足正常使用的一种加固方法，鉴于加腋梁能有效地 提高节点核心区的抗剪载面积，从而提高抗剪强度和刚度，在不影 响使用功能的前提下，通过对梁加腋来加固节点是非常有效的。2.外包粘钢加固法是在混凝土构件外部粘贴钢板，以 43 提高 承载力和满足正常使用的加固方法。该加固方法具有以下优点：是被加固构件基本不受损伤，可以充分发
8、挥原构件的作用；是外粘钢 厚度小，加固后构件自重增加少；是加固后构件的外形尺寸变化不 大，对建筑功能影响极小，且施工工艺简便。3.外包钢加固是在混凝土构件四周以型钢的加固方法（分干 式和湿式两种形式） 。适用于使用上不允许增大混凝土载面尺寸，而 又需要大幅提高承载力的混凝土结构的加固。4.锚贴钢材加固法是通过铆钉、锚栓、高强螺栓、高强承压 螺栓、膨胀螺栓等机械的方法，将钢材贴在被加固构件表面，达到 改善构件性能的目的，锚贴钢材的形式可多种多样，如钢板、槽钢、 角钢及组合构件。5.粘贴和锚贴共同作用的复合加固方法。这种方法使钢材屈 服前锚接的压力减轻了胶体内的剪应力，在胶体粘结作用上，外贴 钢材与原构件变形协调，当钢材屈服以致造成胶体破坏后，锚栓和 螺栓承担全部锚固作用，外贴钢材可以继续发挥其延性，保证构件 的延性破坏。
