摘 要：本文在前人试验的基础上，确定了型钢混凝土节点抗剪承载力组成中型钢、混凝土、核心区箍筋的具体贡献。确定了在极限状态时的核心区总剪力的计算模型，从而建立了型钢混凝土节点抗剪承载力的计算公式，通过与试验结果的比较，数据吻合较好。为工程的使用提供了方便。
关键词：节点；抗剪强度；型钢；混凝土；核心区；箍筋
中图分类号：TU375
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2007）08-0070-03
收稿日期：2007-05-21
作者简介：杨通晓（1971-），男（侗族），湖南通道人，工程师。
1 前言
众所周知，框架的梁和柱是组成结构的骨干，受到设计者的重视，但把梁柱组合在一起的节点，其重要性并不亚于构件。如果节点发生破坏，梁柱构件再坚固，整个结构也必然破坏，甚至倒塌，节点是框架梁、柱的传力枢纽，也是框架的薄弱环节，因此节点抗震性能的问题也引起了人们的关注。
2 受力机理分析
在外荷载作用下，节点周围的梁、柱端收到力和弯矩的作用，这些效应在节点核心内部诸材料元件间的分配和传递过程使节点发挥着它的功能。根据节点的受力过程和破坏类型，较准确地描述这些效应的分配大小和传递途径，从而给出合理的结论假设和计算模式，这就是节点的受力机理。对于钢筋混凝土结构，常有的以下几种受力机理[1-2]。
2.1斜压杆机理
当核心区没有箍筋或是箍筋很少时，节点的承载力主要由核心区混凝土所控制，这种模式适合于梁或柱承载能力较低而节点核心未受到严重损伤的情况。
2.2桁架机理
由于节点核心区混凝土在剪力的作用下被分割成许多近似平行于对角线的窄条，只能借助于纵筋的粘结力和箍筋的约束传递和分散压力，从而使受力前期的混凝土斜压杆作用逐渐转化为水平箍筋平衡斜压杆的水平分量、竖向钢筋平衡斜压杆的竖值分量的钢筋混凝土内桁架机制。
2.3剪摩机理
当核心区混凝土受剪发生破坏、箍筋屈服和通过核心区的纵筋尚未屈服且未发生粘结破坏时，沿节点核心区对角线的斜裂缝核心区混凝土分割成两大块，与斜裂缝相交的箍筋受拉屈服，两大块发生摩擦而抵抗各自所收的力。因此，节点的抗剪能力由两部分组成，一部分是节点核心区在梁、柱弯曲压应力作用下的摩阻力，另一部分是穿过裂缝的箍筋受拉屈服时所承受的剪力。
2.4组合块体抗剪机理
随着节点变形和荷载的增大，梁筋屈服。由于梁筋的伸长，斜裂缝沿对角线向两侧发展，在反复循环荷载的作用下，形成多条交叉裂缝，将核心区分割成若干混凝土块，在横向钢筋、纵向钢筋及轴向力的约束下形成组合的抗剪机构。块体之间存在混凝土骨料咬合及钢筋销键作用，当咬合力及销键力未被克服前，组合抗剪机构仍起一定的整体作用，抗剪强度仍能维持；随着裂缝间骨料不断磨损、脱落、裂缝加大，咬合作用降低，同时混凝土对钢筋的嵌固作用减少，钢筋的销键作用亦降低。
2.5梁剪机理
节点的受力状况和抗剪强度由组成节点的梁来控制。节点的抗剪强度可由两部分组成；节点内的箍筋和混凝土。节点的抗剪强度可参考梁的抗剪强度公式进行回归分析。
与钢筋混凝土节点相同的是，在竖向荷载和水平荷载共同作用下，型钢混凝土节点处于压、剪、弯复合应力状态，对核心区来说，主要承受剪力和压力；而与钢筋混凝土节点不同的是，型钢混凝土节点中含有型钢，因此两者受剪机理与受剪承载力有所不同。
3 型钢混凝土节点抗剪承载力分析
国内外的大量试验研究表明，影响梁柱节点抗剪强度的因素很多。型钢混凝土节点受剪抗力元件主要有混凝土、型钢和箍筋，除了与上述三种抗剪元件有关的参量外，其余还有轴向压力的大小等。
3.1 钢骨腹板承载力(略)
3.2 混凝土抗剪承载力(略)
3.3 箍筋抗剪承载力(略)
4 算例及结论
为了验算公式的正确性，本文与文献[5]的结果进行了比较，比较结果如表1：
由表中的数值可知，本文方法与试验结果能很好地吻合，因此，本文公式可以作为型钢混凝土节点的抗剪承载力计算公式。
参考文献：
[1]钟善桐，白国良. 高层建筑组合结构框架梁柱节点分析与设计[M]. 北京: 人民交通出版社，2006.
[2]唐九如.钢筋混凝土框架节点抗震[M].南京:东南大学出版社，1989.
[3]Gustavo，Parra-Montesinos.Modeling shear behavior of hybrid RCS beam-column connections[J].Journal of Structural Engineering,2001，(6):3~11.
[4]中国建筑科学研究院.混凝土结构研究报告选集(劲性钢筋混凝土梁柱节点受力性能及受剪承载力)[R].北京:中国建筑工业出版社，1994.502~518.
[5]王连广.钢与混凝土组合结构理论与计算[M]. 北京: 科学出版社，2005.
作者单位：湖南怀化市建设工程质量安全监督站 |
