摘要：文章通过介绍框架结构的节点，分析了钢筋混凝土框架的抗震性能和影响因素，提出了几种节点域在地震作用下的抗震设计方法，拟在实际工程中节点抗震设计提供参考。

关键词：钢筋混凝土;框架节点;抗震性能

1引言

框架节点是结构薄弱部位，容易在水平地震作用下发生破坏，严重可造成建筑物的倒塌[1-3]。通过分析各地的震害情况可以发现，框架节点部位的损坏情况异常严重。因此，需要重视节点的抗震性能，在研究节点破坏机理和形态的基础上，改进节点设计方法，提升其承载能力。

2钢筋混凝土框架节点的抗震性能影响因素

2.1材料的强度因素

节点的承载能力首先体现在组成节点的材料性能上，高强度混凝土梁柱组成的节点，其抗剪能力就强，能承担较多的剪力而不发生破坏。梁和柱交接部位的节点形成了节点核心区，梁柱的截面大小形成了节点核心区的截面大小，而节点的抗剪能力与其截面的大小直接相关。所以提升梁柱的混凝土等级，加大截面尺寸对节点抗震性能的提升有重要作用，但应确保强柱弱梁的设计。

2.2水平方向的箍筋

节点域内需要配置水平封闭箍筋，其作用有二，首先是约束节点核心区域内的混凝土，限值竖向荷载作用下核心区域混凝土的横向变形，提升混凝土的抗弯、压的能力;其次，在水平荷载或水平地震作用下，框架产生侧向变形，核心区内产生横向剪力，这是节点破坏的主要原因。使用横向封闭箍筋和节点内混凝土结合共同抵抗剪力作用，可以减少节点的剪切破坏。所以，横向封闭箍筋在设计应经过详细合理计算，同时应根据混凝土强度和构造要求，确定其使用的数量。确保在小震作用下不发生破坏，大震作用下具有足够的延性。

2.3竖直方向的箍筋

节点核心区在水平向反复荷载作用下，还会在中心区域产生交叉斜裂缝，造成混凝土变得不连续，剪力发生转移，此时核心区内的水平箍筋承受部分转移的剪力，而剪力的竖向分力有竖向钢筋承担。所以必要情况下需要在核心区内设置竖向钢筋，避免核心区在竖直方向发生破坏。但因为节点区域钢筋排布复杂，这种设计在施工上存在一定的困难。

2.4柱的纵向钢筋因素

柱本身受力计算结果结合相应规范要求，进行内力调整。柱的纵向钢筋的配筋面积的确定是以调整后的内力设计值为基础，结合构造要求进行配置。纵向钢筋与水平箍筋相结合形成了一个相对封闭的节点区域，内部混凝土受到了三个方向的共同约束，变形作用减弱，可提升其抗压和抗剪能力。因此，设计中择合理的钢筋尺寸，做到纵向钢筋的合理排列，可以提升节点的受力性能，对节点抗震用良好的作用。

2.5直交梁的因素

通过对历史上发生的震害调查可以发现，与框架柱相交的直梁在地震作用下对节点变形具有约束作用。所以在设中应强化梁对柱的连接作用，避免框架柱的长度过大，在合适的部位设置梁对柱的变形进行约束，提升其节点抗剪承载力。这一点在会所等要求净空较高的建筑中尤其重要，在有条件的情况下，可以在柱中部设置框架梁。

2.6楼板因素

楼板的一部分可以作为梁的翼缘存在，对提高梁的承载力起到一定的作用。在约束梁的变形的同时对节点核心区也具有约束作用，板中和梁的方向平行的钢筋与梁钢筋一同作用抵抗节点核心区外围的荷载影响。在竖向荷载作用下，梁的竖向产生弯矩，节点部位将发生转角，在有楼板约束的条件下，转角将会比没有板的情况减小，这就降低了核心区的变形程度，减轻了节点核心区的破坏程度。

2.7偏心因素的影响

结构设计要考虑到建筑造型，建筑方案有些时候需要外立面呈现立体线条，这就要求结构柱相对于外墙呈现外凸或内陷。此时梁和柱将出现非中心连接的偏心现象，造成了偏心节点的产生，在这种情况下，梁承受的竖向荷载相对于柱的中心线有一个偏心距，在梁上形成了一个扭转的作用，即产生了扭矩。扭转作用将沿梁轴线向端部传递，最终到达节点核心区。此时核心区受到了扭矩和弯矩的共同作用，应力分布复杂，对受力分析造成比较大的困难，无法预判其破坏条件。所以条件允许的情况下不应布置有偏心的框架节点。

2.8异形柱节点因素

异形柱可以看成在矩形柱上去除若干面积形成的不规则形状[4-6]。其截面有T形、十字形、L形等，虽然异形柱结构的房屋在使用上有一定的优势，但因为其截面相对较小，造成与梁形成的节点的面积有限，承担外荷载的能力相对较弱。如T形异形柱在梁屈服后，锚固在节点内的钢筋受到的握裹力迅速下降，严重时将被抽出，造成节点与梁的共同破坏。

3强化节点核心区的方法

3.1加强型的梁柱连接

梁柱按其连接的强弱分为强连接和弱连接两种。在只考虑节点核心区的抗弯剪的能力方面，要求梁柱能做到强连接。具体处理方式有以下几种。首先是保证梁内纵向钢筋在柱内的锚固长度，避免锚固能力不足造成梁柱的“貌合神离”;其次是强化梁翼缘的作用，局部加厚节点位置的翼缘板，增加节点面积;最后，保证节点内部钢筋之间的间距合理，满足施工中混凝土中的石块可以进入节点内，同时可以充分的振捣，增加节点内混凝土的密实度。

3.2梁构造措施的研究

构造措施是相关规范的强制性要去，目的是对节点的安全或性能形成冗余。在内容上要求强节点弱构件，即如果要发生破坏，也要求构件首先发生。在实现上可以是在节点域的外部形成耗能塑性铰，既能产生变形，又不会产生安全问题。

3.2.1梁的构造措施

结构抗震设计中，要求强柱弱梁、强节点弱构件，这就说明，梁构件要先于柱和节点发生破坏，并要求破坏后还能承担一定的荷载，具有一定的耗能能力，即在梁上形成塑性铰。塑性铰的性能影响因素很多，如纵向钢筋的配筋率、横向钢筋的配箍率等。地震作用下，梁的塑性铰一般发生在梁柱交接边缘。通过限值纵向钢筋的最小配筋率和锚固长度，梁具有较强的塑性变形能力，保护节点不过早破坏。

3.2.2柱的构造措施

框架结构中，柱承受竖向荷载，因其破坏的后果严重，需要具有充足的延性，降低倒塌的风险。所以降低轴压比至关重要，采取的措施是增加截面，提升混凝土强度。另外通过设置足够的箍筋对柱内混凝土形成变形约束也可以提升延性。应慎重采用增加截面的方式，可能会产生短柱，给结构带来更大的破坏。

4结语

混凝土节点承载力的大小与梁柱连接、材料性能、钢筋排布、节点偏心等关系重大，增加节点的抗震性能可以最大程度上避免房屋的倒塌。设计中提升节点抗震承载力的方法很多，如强化构造措施，避免偏心节点，采用梁对柱进行双向约束等方法，应根据结构的特点合理选用。

参考文献

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