梁柱连接节点

EN 1998

在通常的静荷载设计中，钢筋混凝土框架中的节点设计通常不是关键的，因此一般不需要。然而，由于地震作用，在有限的节点体积内会产生非常高的应力，因此梁柱连接对于钢筋混凝土框架的抗震安全性具有重要意义。

失效机制

下图a)显示了内梁柱连接节点在地震作用下的作用力。

梁柱节点连接中的剪切应力

图b)和c)展示了节点区域的剪力传递机制，可以分为两个部分。
在第一个机制b)压杆机制中，节点剪力集中在一条压缩的混凝土斜面上。横向钢筋用于包裹混凝土，使得斜面具有更高的变形能力，但仅限于钢材屈服强度前。
在第二个机制c)桁架机制中，剪力的一部分是由于节点钢筋沿纵向传递的结合力，并与桁架机制平衡，该机制由节点区域的混凝土压杆和垂直及水平箍筋构成。
剪力承载能力由这两个机制的剪力分量之和决定。

内部和外部梁柱连接节点

由于梁柱连接的抗震行为主要受其在空间（立体）钢筋混凝土框架中的位置影响，区分内部和外部节点是必要的。

下图说明了地震节点类型。

钢筋混凝土框架连接细节

确定节点混凝土芯的水平剪力V_jdh

必须进行DCH的确定

在梁柱连接中，柱的弯矩曲线发生变化。因此，连接的混凝土芯承受非常高的剪应力。这种行为显示在下图中。

节点连接处地震作用分析

要确定作用于主梁和柱连接芯的水平剪力，必须假定地震作用下的不利条件。这意味着，必须将连接梁的能力与框架其他元件中最小值的剪力结合起来。
根据EC8, 5.5.2.3 (1)到(3)，可以用以下计算公式确定作用的水平剪力V_jdh。

• 内部节点用(5.22)

• 外部节点用(5.23)

在确定水平剪力V_jdh的过程中，所有重要方向都需要验证。因此，例如，在沿柱的y方向的剪力中，假设对应的钢筋组件，计算正方向和负方向的水平剪力。有关于正负方向水平节点剪力的力平衡显示在下图中（柱的剪力未显示）。

地震荷载引起的混凝土核心的水平剪力

设计

根据EC 8，要求显示DCH的连接。如需验证截面的抗剪能力及抗拉能力，需遵循高延性等级（DCH）及中延性等级（DCM）的施工规则。

斜压验证

DCH要求验证

需确保节点中产生的斜压不超过存在横向拉应力的混凝土抗压强度。该斜压源于节点的对角压杆机制。
验证可以通过下列汇总的公式进行。(EN 1998-1, 2013, 部分5.5.3.3, (5.33))

有效节点宽度b_j

有效节点宽度b_j可用下述公式计算。(EN 1998-1, 2013, 部分5.5.3.3, (5.34a)和(5.34b))

此处，需要在两个方向（y和z）上确定有效节点宽度。同时检查节点的两个可能的梁（+y和-y及+z和-z）。

梁柱连接节点宽度分析

斜拉验证

DCH要求验证

施工规则

适用于DCM和DCH

水平箍筋
主梁和柱的节点中用于抗震的水平箍筋不得小于柱的关键区域中的箍筋，这意味着箍筋必须通过节点。

纵向钢筋
每侧至少需有一根垂直中补筋。