103x
006062
2025-09-22

梁柱连接节点

在通常的静态荷载设计中,钢筋混凝土框架连接的设计通常不是关键的,因此一般不需要。但是,由于地震作用,会在受限的节点体积内产生非常高的应力,因此梁柱连接对钢筋混凝土框架的抗震性具有重要意义。

破坏机制

下图中的a)部分显示了内部梁柱连接节点在地震作用下的作用力。

b)和c)部分显示了节点区域的剪力传递机制,这可以分为两个组成部分。 在第一种机制b),压缩斜杆机制中,接缝剪力集中在一个压缩的混凝土斜压杆上。横向钢筋提供混凝土的束缚,允许斜杆具有更高的变形能力,但仅限于钢材屈服点。 在第二种机制c),桁架机制中,剪力的一部分,由于节点区域内沿主筋的粘结应力而引起,与一个桁架机制平衡,该机制由混凝土斜压杆及节点区域的垂直和水平箍筋组成。 剪力承载能力由这两种机制的剪力组成部分的总和得出。

内部和外部梁柱连接节点

由于梁柱连接的抗震性能主要受其在三维钢筋混凝土框架中的位置影响,区分内部外部节点是必要的。

下面的图像说明了地震节点类型。

确定节点混凝土核心的水平剪力 Vjdh

DCH需要计算

在梁柱连接内,柱的弯矩分布发生跳跃。因此,连接的混凝土核心承受非常高的剪应力。下面的图像展示了这种行为。

为确定作用于梁柱连接核心的水平剪力,需在地震作用下设置最不利的条件。这意味着,例如,需要将连接梁的能力与其他框架单元中的剪力最低值结合。 根据EC8,5.5.2.3 (1)至(3),可使用以下计算公式确定作用的水平剪力 Vjdh

  • 对于内部节点根据(5.22)
  • 对于外部节点根据(5.23)

在确定水平剪力 Vjdh的过程中,必须检查所有关键方向。例如,对于柱的y方向的剪力,可以通过使用相应的钢筋组件,确定正负水平剪力。水平节点剪力的正负方向的力平衡在下图中显示(,柱剪力未显示)。

设计

根据EC 8要求对DCH进行连接验证。为此,需要验证截面以传递对角压应力和对角拉应力。 遵守高延性等级(DCH)和中延性等级(DCM)的施工规则。

对角压的验证

DCH需要验证

必须确保节点中产生的对角压力没有超过在存在横向拉应力情况下混凝土的抗压强度。对角压力是从节点的对角压杆机制中得出的。 验证可以通过以下总结的方程完成。(EN 1998-1, 2013, 第5.5.3.3段, (5.33))

有效节点宽度 bj

有效节点宽度 bj可以通过以下所述方程计算。(EN 1998-1, 2013, 第5.5.3.3段, (5.34a)和(5.34b))

在此,有必要在两个方向(y和z)确定支柱的有效节点宽度,同时检查节点可能的两个梁(+y和-y以及+z和-z)。

对角拉的验证

DCH需要验证

施工规则

DCM和DCH须注意

水平箍筋 在主要受地震作用的梁和柱的节点中的水平箍筋不得小于柱的关键区域中的箍筋,也就是说,箍筋必须贯穿节点。

纵向钢筋 每侧必须至少设置一条垂直中间杆。


参考