在我們平時設計鋼板庫架空框架時,由于荷載較大在建模計算時很多時候有梁柱節(jié)點的抗剪承載力不滿足要求的情況,如何提高這個區(qū)域的抗剪承載力,我們總結(jié)有以下幾點有效的途徑:
1、影響框架梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的因素很多,但主要因素是核心區(qū)截面有效驗算寬度 b j 及正交梁的約束影響系數(shù) η j
(詳見《抗震規(guī)范》附錄 D),而 b j ,η j
均與梁柱截面的寬度比值有關(guān)。在底部區(qū)域,由于框架柱截面面積較大,而當采用的框架梁截面寬度相對較小時,b j 和 η j
數(shù)值均較小,節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力可能存在不足,在結(jié)構(gòu)邊、角部位的梁柱節(jié)點核心區(qū)尤為明顯,有時框架柱的邊、角柱會出現(xiàn)節(jié)點抗剪箍筋遠大于柱端箍筋計算值的情況。結(jié)構(gòu)設計中應采取提高
b j ,η j 的有效措施。
2、
提高梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的有效途徑提高框架梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的途徑很多(如提高節(jié)點區(qū)混凝土強度等級、加大節(jié)點區(qū)箍筋配置、增強框架梁對梁柱節(jié)點區(qū)的約束等),但最有效的還是加大框架梁對梁柱節(jié)點的約束,可直接加大框架梁的截面寬度或在框架梁的端部設置水平加腋(即在框架梁的寬度方向加腋)。
(1)當梁柱節(jié)點核心區(qū)的實際抗剪承載力與規(guī)范要求相差不多,且框架梁截面寬度略小于 1/2
框架柱的截面寬度時,可結(jié)合工程實際情況適當加大框架梁的截面寬度,以滿足規(guī)范對框架梁柱節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力驗算要求。采用此方法結(jié)構(gòu)設計及施工簡單,但框架梁全截面加大,結(jié)構(gòu)費用增加較多,效率較低,結(jié)構(gòu)設計的經(jīng)濟指標較差。梁柱中線不能重合時,應考慮偏心對梁柱節(jié)點的不利影響,梁寬度不滿足要求時,應采取加腋措施至滿足《混凝土高規(guī)》第
6.1.3 條的要求。
(2)當梁柱節(jié)點核心區(qū)的實際抗剪承載力與規(guī)范要求相差較多,且框架梁截面寬度遠小于 1/2
框架柱的截面寬度時,可結(jié)合工程實際情況,在框架梁端部設置水平加腋,以加大框架梁對梁柱節(jié)點的約束寬度,滿足規(guī)范對框架梁柱節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力驗算要求。采用此方法結(jié)構(gòu)設計及施工復雜,但只是框架梁端部部分截面加大,結(jié)構(gòu)費用增加較少,效率較高,結(jié)構(gòu)設計的經(jīng)濟指標較好。
(3)當柱混凝土強度等級比梁的高較多,且梁柱節(jié)點核心區(qū)混凝土強度等級與梁板一致時,結(jié)構(gòu)設計中也可根據(jù)工程具體情況,采取綜合措施,整體加大梁柱節(jié)點區(qū)域,既能提高框架梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力,又可滿足節(jié)點區(qū)采用低強度等級混凝土的驗算問題。
(4)提高梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的上述方法,適合于抗震等級為一、二、三級的各類框架的梁柱節(jié)點,即框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)等的梁柱節(jié)點。
3、 梁、柱混凝土強度等級不同時的節(jié)點處理
(1)當梁、柱混凝土強度等級差不超過兩級(混凝土規(guī)范表 4.1.4 中的兩個強度等級差)時,梁、柱節(jié)點可按梁的混凝土強度等級施工。
(2)當梁、柱混凝土強度等級差超過兩級時,可優(yōu)先考慮梁、柱混凝土分開澆筑的可能性。采用此方法,梁、柱節(jié)點區(qū)混凝土符合設計要求,實現(xiàn)設計意圖所花費的結(jié)構(gòu)費用最小。但應注意,采用所示的施工方法時,對施工條件及組織管理能力的要求較高。在大、中城市普遍采用商品混凝土加大梁寬度
(b) 梁端設置水平加腋 (c)
,加強節(jié)點區(qū)域提高梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的有效途徑中城市已限制自拌混凝土的使用,梁、柱節(jié)點核心區(qū)少量的高強度等級混凝土與大量的較低強度等級的梁、板混凝土同時澆筑,混凝土運輸(對不同等級混凝土需分批運輸)、施工組織(對梁、柱節(jié)點,梁、板混凝土同時澆筑)、施工質(zhì)量控制(不同等級混凝土的澆筑時間控制,避免不同強度等級混凝土之間形成施工縫,確保不同等級混凝土振搗密實)等方面難度較大(一般情況下,施工單位阻力很大)。因此,方案確定之前,應與施工單位密切配合,對工程施工的具體情況應有大致了解。節(jié)點區(qū)混凝土與梁、板混凝土應同時澆筑(指混凝土的澆筑間歇不應超過混凝土的終凝時間),并應適當擴大節(jié)點區(qū)混凝土的范圍。否則,由于商品混凝土的坍落度很大,只澆筑節(jié)點區(qū)高強度混凝土而不同時澆筑梁、板混凝土時,支模困難。而采用鋼絲網(wǎng)隔離措施,既不能確保節(jié)點區(qū)混凝土澆搗密實,還容易造成鋼絲網(wǎng)內(nèi)混凝土中水泥漿的流失,梁端混凝土的質(zhì)量難以保證。
上部柱混凝土軸心抗壓強度設計值。
(1)當節(jié)點區(qū)約束混凝土的面積不小于柱截面面積的 2 倍,相應地,節(jié)點區(qū)混凝土的強度等級可降低 4 級。
(2)柱混凝土強度等級一般不宜高于 C60;節(jié)點區(qū)混凝土的強度等級應不低于現(xiàn)澆梁、板的混凝土強度等級,其與柱混凝土的強度等級差不應大于 4 級
(3)節(jié)點區(qū)混凝土強度等級與上柱相比降低較多(依據(jù)節(jié)點受約束情況及柱軸壓比大小等因素確定)時,還應進行節(jié)點區(qū)混凝土局部承壓驗算 [4] 。
(4)國內(nèi)外相關(guān)資料對梁、柱節(jié)點混凝土提出各種計算公式 [3] ,但可操作性不強。實際工程中以采取構(gòu)造措施為宜。
4、 結(jié)論
(1)提高梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的方法很多,應首先考慮采用符合工程實際情況且便于施工的有效方法,一般以采取構(gòu)造措施為宜。
(2)實際工程中,結(jié)合對梁、柱混凝土強度等級不同時的節(jié)點區(qū)處理要求采取適當加大節(jié)點區(qū)約束混凝土的辦法,可同時提高梁柱節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力及提高節(jié)點區(qū)混凝土軸心抗壓承載力。
(3)影響梁柱節(jié)點承載力的因素很多,采用適當加大節(jié)點區(qū)約束混凝土的方法時應適當留有余地。