关于框架节点抗剪超限的解决方法 - 关于框架节点抗剪超限的解决方法 刘命元1 郑兵2 向治全3 〔1 江苏筑原建筑设计，江苏 常州 213002〕 〔2 四川德阳设想建筑规划勘测设计，四川 德阳 618000〕 〔3 四川山鼎建筑工程设计股份，四川 成都 610021〕 【摘要】：^p ：框架节点是框架构造中的很重要一部分，整个构造会因节点的破坏而破坏而在层高较高的框架构造中常出现节点抗剪超限的情况针对这种情况，从理论上分析^p 了并提出了一些解决框架节点抗剪超限的方法最后用一个实例阐述了详细的调整过程 【关键词】：^p ：框架节点；抗剪超限；调整方法 *引言 框架节点是框架构造的一个重要部件，起着传递和分配内力、保证构造整体性的作用钢筋混凝土梁柱节点的破坏十清楚显，往往由于节点核芯区剪切破坏而导致整个构造破坏在构造设计工作中，特别是层高较大的框架构造中，常出现节点域抗剪不满足标准的情况即节点抗剪超限本文结合理论分析^p 和工程实际对在工程设计中出现的节点抗剪超限提出一些调整的方法和见解，希望可以给构造设计工作者带来一点帮助 [1]1 理论分析^p 取框架构造的中间节点为研究对象。
一、二、三级框架梁柱节点核芯区剪力设计值按式下式确定： Vj-jb?Mbhb0?a's(1?hb0?a's(1.1) )Hc?hb hb0?a's(1.2) )Hc?hb 一级的框架构造和9度的一级框架构造可按下式： Vj?其中： 1.15?Mbahb0?a's(1?hb0——梁有效截面高度； Vj——节点核芯区组合剪力设计值； Hc——柱计算高度； a's——梁受压边缘至钢筋合力点间隔 ； ?jb——强节点系数； 收稿日期： 作者简介：刘命元(1987-)，男，硕士学历，江苏筑原建筑设计助理构造工程师 ：15961431835，E-mail：wflmy870818@163. hb——梁截面高度； ?Mbua——节点左右梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应弯矩之和； ?Mb——节点左右梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和，当为一级框架时且节点左右梁端弯矩均为负时，其中绝对值较小应取为零； 为防止框架节点核芯区的斜压破坏，出现过宽的裂缝，核芯区组合的剪力设计值应符合式1.3： Vj?其中： 1?RE(0.3?jfcbjhj) (1.3) Vj——节点核芯区组合剪力设计值； ?RE——承载力抗震调整系数； ?j——正交梁约束影响系数； bj——节点核芯区截面有效验算宽度； hj——节点核芯区截面高度[2]； 2 调整方法 在实际工程设计中特别是在层高较大的构造中容易出现节点核芯区抗剪超限即： Vj?1?RE(0.3?jfcbjhj) (2.1) 由于构造受到建筑美观和功能的要求特别是一般的民用建筑。
在这类建筑的构造设计中，通过沿梁高方向加腋和梁宽方向加腋，增大节点区框架梁的有效宽度和有效高度，以此来加强节点区域的侧向约束[3]，使抗剪承载力满足要求的方法不能采用，只有通过改变梁或柱子的大小，来减小节点核芯区剪力设计值Vj和增大节点核芯区发生斜压破坏的限值1?RE(0.3?jfcbjhj) 详细方法与缺乏点： 1．增大该层柱子 增大柱子即增大了核芯区的截面高度hj，但同时增大了柱子的刚度，柱子分担的剪力也随即增大，梁端组合弯矩即2．减小上一层的柱子 ?Mb相应的增大 减小上一层的柱子不会减小核芯区的截面高度hj，但是却减小了柱子的刚度，柱子分担的剪力也相应的减小，梁端组合弯矩即应的减小 3．加大本层梁 由式1.1可得：节点核芯区剪力设计值大小与其节点处梁的高度大小严密相关，而核芯区截面的验算宽度却和梁的宽度有直接关系，而且增大梁的刚度必然会增大梁柱的线刚度比，使框架柱的反弯点逐渐向中间靠近，Hc的计算值减小，减小剪力设计值Vj，所以加大梁能很好的改善节点域抗剪缺乏的问题但是加大梁截面尺寸会增大梁刚度，梁吸收地震能量变多，梁端组合弯矩变大，即?Mb相应的减小，由式1.1剪力设计值Vj也相?Mb可能增大。
综上所述：假如在实际的工程设计中，构造的上一层的位移角远小于标准规定值时，宜采用2减小上一层柱子的方法，反之宜采用1和3 3 工程实例 本工程位于四川省什邡市，为一框架构造，地上3层，主楼构造高度为12.450m室内外高差0.1m，根底顶到地面的间隔 0.9m首层层高4.5m，其余层高3.9m采用PKPM〔10版〕SATWE进展构造的计算和分析^p 图1 构造平面布置图 初始方案：平面布置如图1，首层为500?500的柱子，柱子大小逐层递减，二层为450?450的柱子，三层为400?400的柱子主梁为200?550，次梁为200?500建筑装饰需要建筑物外圈除为了楼梯间柱子500?500外其余全部为450?450的柱子在模型中首层层高应延伸到根底顶部，所以模型中的首层层高为5.5m，而导致层高较高，致使节点域抗剪力缺乏经SATWE分析^p 计算如图2所示圆圈内节点处的抗剪缺乏 图2混凝土柱配筋图 表1：地震作用下层间位移角： 第一层 第二层 第三层 X方向 1/565 1/799 1/1414 Y方向 1/541 1/727 1/1309 由表1 得第一层层间位移角已根本到达标准要求的1/550，第二层的位移角有一定的充裕，所以为满足节点域抗剪超限，削弱二层柱子的刚度，减小其对构造刚度的奉献，以减小?Mb。
把上一层的柱子由450?450减小为400?400，由于建筑的限制不改变建筑外围的柱子，再经SATWE分析^p 计算如图3所示节点处的抗剪缺乏的情况大大改善，绝大部分满足标准，只有部分一个节点仍然超限，位移角如表2所示 图3调整后混凝土柱配筋图 表2：调整后地震作用下的层间位移角 第一层 第二层 第三层 X方向 1/568 1/761 1/1399 Y方向 1/547 1/707 1/1306 此时，建筑不允许部分改变柱子大小影响整个建筑的外观，只能改变梁的大小来调整，且梁下面是填充墙，故以加大本层梁来解决节点域超限的方法是可行的，将2号轴线的梁由200?550改为200?600再由SATWE分析^p 计算全部节点抗剪承载力满足标准要求，位移角如表3所示均满足标准要求 表3：加大梁后地震作用下层间位移角 第一层 第二层 第三层 X方向 1/566 1/759 1/1393 Y方向 1/564 1/736 1/1323 4 结论： 本文主要对层高较大的框架构造中常出现节点域抗剪超限的情况，从理论和实际工程情况出发提出了一些调整使其满足标准要求的方法在位移角满足标准的前提小，建议采用适当减小上一层柱子的方法，降低该柱子对整个构造刚度的奉献，从而减小剪力，减小梁端弯矩；当位移角与标准值相差较远时，可适当增大该处梁和柱子的大小，以增大节点核芯区〔即增大bj、hj、hb〕，增强约束。
最终满足式1.3的标准要求 【参考文献】：^p ： [1] 郑 懿,杨豪杰,王森军. 轴压比对梁柱节点抗剪强度影响的分析^p [J]. 浙江工业大学学报. 2023. [2] GB50010-2023 混凝土构造设计标准[S] . 北京：中国建筑工业出版社, 2023. [3] 朱炳寅.进步梁柱节点核心区抗剪承载力的有效途径[J].建筑构造.2023. [4] 东南大学,天津大学, 同济大学. 混凝土构造设计原理[ M] . 北京:中国建筑工业出版社出版, 2023. The solution method about shear out-of-codes of frame joints Liu Mingyuan1，Zheng Bing2，Xiang Zhiquan3 〔1 Jiangsu ZhuYuan Architecture Design CO.LTD, Changzhou Jiangsu 213002〕 〔2 Sichuan DeYang GouXiang Construction Planning&Survey and Design Ltd;.CO,DeYang Sichuan 618000〕 联络人: 刘命元 通讯地址:江苏省常州市天宁区晋陵北路1号新天地商业广场A座24F〔江苏筑原建筑设计〕 ：213002 ：15961431835 邮箱：wflmy870818@163. 第 页 共 页。