框架梁柱节点核芯区截面抗剪验算
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8.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算验算梁端弯矩bM ∑最大的柱子:取一层B 柱 700b h mm =,665bo h mm =《混规》11.6.2条:三级抗震,框架结构j V 应满足:001jb b b s j c b b s M h a V H h h a η⎛⎫'-= -⎪ ⎪-'-⎝⎭∑式中jb η为节点剪力增大系数,框架结构,三级抗震可得 1.20jb η=;b M ∑为梁端弯矩。
c H 为节点上柱和节点下柱反弯点之间的距离。
410.289413.86824.149bMkN m =+=⋅∑5.20.55 3.90.49 4.774770c H m mm =⨯+⨯==,'35s a mm =。
所以:31.20824.149106653511326.8665354770700j V kN ⨯⨯-⎛⎫=-= ⎪--⎝⎭《混规》11.6.3条:框架梁柱节点核芯区的受剪截面验算为:1(0.30)j j c c j j REV f h b ηβγ≤j h 为框架节点核芯区的截面高度,,b b 为梁截面宽度,c b 为柱截面宽度,j b 为节点核芯区的截面高度;j η为梁对节点的约束影响系数, 1.50j η=。
取柱截面高度600j h mm =;又300b b mm =,600c b mm =,/2b c b b >,故600j c b b mm==211(0.30)(0.30 1.5 1.014.3600)2725.41326.80.85j c c j j j REf h b kN V KN ηβγ=⨯⨯⨯⨯⨯=>=满足规范要求。
《混规》11.6.4条:框架梁柱节点的抗震受剪承载力需要满足下列公式:1(1.10.05)j bo s j j t j j j yv svjREcb h a V f h b Nf A b sηηγ'-≤++式中B 柱二层柱底轴力选取为21695.860.50.514.3600=2574c N KN f A KN ==⨯⨯和两者中的较小值,所以1695.86N KN =;svj A 为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;bo h 为框架梁的有效截面高度。
1、规范条文摘录在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中,有关框架梁柱节点区混凝土的设计和浇注有以下的条文内容及条文说明:——当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时,应对梁柱节点混凝土施工采取有效措施(第13.5.7条);——高层建筑不同强度的梁、柱节点混凝土浇筑需要有关单位具体协商解决(条文说明);——抗震设计时,一、二级框架的节点核心区应按本规程附录C进行抗震验算;三、四级框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区,可不进行抗震验算(第6.2.7条)。
——凡是梁柱节点之混凝土强度低于柱混凝土强度较多者,皆必须仔细验算节点区的承载力,包括受剪、轴心受压、偏心受压等,并采取有效的构造措施(条文说明)。
2、高层建筑混凝土结构设计和施工中的现实问题2.1 为了满足柱轴压比的要求,同时又要控制柱截面不过大,柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然。
而对于以受弯为主的楼层梁板,过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的,前者指对其抗弯承载力的贡献不明显,后者则指对构件承受非荷载应力(混凝土收缩应力、温度应力等)不利。
正因如此,《高规》第6.1.9条才有“现浇框架梁的混凝土强度等级不宜高于C40”的规定,但实际工程设计中楼盖合适的混凝土强度等级应为C25~C35。
由此可见,高层建筑混凝土结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在,而且随着建筑物高度的增大,两者的设计强度差距会越大,当然该区段主要存在于高层建筑的下部。
2.2 目前混凝土的浇筑施工几乎都是采用商品混凝土泵送工艺,而且习惯于将竖向构件与水平构件分两批集中浇注(即节点区采用楼盖混凝土强度等级浇注)。
如果要求其中的梁柱节点单独浇注,则首先是其供应量及浇注时间不易控制而会导致质量事故,其次是节点区与梁板之间的分隔确实存在难度,故施工单位至少不希望大面积采用此方法。
3、受剪、受压验算规律考虑到现场施工的操作程序,同时又要满足规范中对节点核心区承载力的要求,我们列举数例对典型节点区的受剪、轴心受压、偏心受压进行计算(其过程附后)。
浅析框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法摘要:新版《建筑抗震设计规范》gb5001-2010,加强了框架结构节点核心区截面抗震验算,自其实施以来,在pkpm(2010版)软件抗震验算过程中,尤其是高抗震设防烈度区,出现梁、柱节点域抗剪超限的问题时有发生,本文将结合个人在实际工程中做结构设计时的计算实例,与大家分享经验,浅析梁柱节点域抗剪超限的原理及解决方法,主要内容包括框架梁、柱节点域抗剪超限的含义解读;《建筑抗震设计规范》中关于节点核心区组合的剪力设计值的计算原理;《混凝土结构设计规范》gb50010-2010,框架梁、柱节点核心区的受剪承载力验算;以及个人在中国石油内蒙古销售公司八拜油库改扩建项目,综合办公楼结构设计中框架梁柱节点域抗剪超限解决的计算实例。
关键词:节点域抗剪超限;节点核心区;节点抗震验算;建筑抗震设计中图分类号:g642.1 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2013)26-0174-02一、框架梁、柱节点域抗剪超限的含义框架梁、柱节点域抗剪超限是指其节点核心区组合的剪力设计值超过规范限制,即vj>■(0.3ηjfcbjhj)。
如果说“强柱弱梁,强剪弱弯”是提高结构变形能力的设计精髓,那么节点核心区截面抗震受剪承载力验算就是实现“强节点弱构件”的关键,也是建筑结构抗倒塌能力的关键。
节点域内抗剪设计不足,遇到地震时会造成剪切破坏,属于脆性破坏,无征兆,致使建筑物瞬间垮塌。
新版《建筑抗震设计规范》gb50011-2010也增加了三级框架节点核心区抗震验算的规定。
查阅《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》,两者对节点核心区抗震验算规定基本相同,但后者对计算公式符号定义较前者详细,且式中较前者多了βc;前者较后者单给出了扁梁框架的梁柱节点规定,后者较前者明确规定了框架节点区的锚固和搭接要求。
两者分别称为“节点核芯区”、“节点核心区”,一字之差,足矣鉴域之重。
框架节点核心区超限设计分析摘要:结构抗震设计中,“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵循的重要原则。
在高烈度(8、9度)地区,抗震等级为一级和二级的框架节点核心区抗剪容易超限,故选择拟建8度区的框架结构为例进行分析。
根据《建筑抗震设计规范》中的计算公式,我们提出防止梁柱节点核心区超限的做法包括提高框架梁柱节点核心区抗剪承载力和减小剪力设计值。
然后结合常用的结构措施来具体分析和讨论解决节点核心区超限的方法,为结构抗剪超限设计提供参考。
关键词:框架结构,节点核心区抗剪,有效验算宽度,梁水平加腋1引言结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防要求,我们需要多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵循的重要原则。
基于该原则,《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对框架柱、梁和节点核心区均提出了严格的计算要求和抗震措施。
规范提出,节点核心区是保证框架承载力和抗倒塌能力的关键部位。
我们采用盈建科软件对框架结构进行计算时,发现在高烈度(8、9度)地区,抗震等级为一级和二级的框架节点核心区抗剪容易超限,故选择拟建8度区的框架结构为例进行分析。
2建模计算某商业楼,三层框架,位于天津,8度区,三类场地,抗震等级为一级,采用盈建科2.0.1进行建模计算。
由于整体结构Y方向较弱,在地震工况作用下,Y方向的层间位移较大,故采用框架柱截面为800x900(900为沿Y方向),计算得出Y方向的框架柱抗剪超限,如图1所示。
图1 模型与计算数据查看构件信息,在Y向水平地震和竖向地震工况组合下,该柱的节点核心区,节点核心区抗剪超限。
3计算原理根据《建筑抗震设计规范 GB 50011-2010》[2016年修订版] 的附录D中规定:D.1.3 节点核心区组合的剪力设计值,应符合下列要求:公式的右侧表示梁柱节点核心区抗剪承载力,式中:——正交梁的约束影响系数;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,且正交方向梁高渡不小于框架梁高度的3/4时,可采用1.5,9度的一级宜采用1.25;其他情况均采用1.0;——节点核心区的截面有效验算宽度;——节点核心区的截面高度,可采用验算方向的柱截面高度;——承载力抗震调整系数,可采用0.85。