钢筋节点范文（精选9篇）
钢筋节点 第1篇
1 柱主筋保护层过厚或过薄, 主筋位移或露筋
1.1 原因分析。
1.1.1浇筑梁柱节点混凝土时用手掰开梁柱节点核心区主筋后, 用料斗直接混凝土倒入模中, 致使柱主筋位移。1.1.2混凝土保护层垫块厚度不符合规定或漏放。1.1.3对位移主筋未及时调整到位。1.1.4对柱主筋缺少限制位移措施。1.1.5混凝土浇筑时主筋被碰歪或撞斜, 未及时纠正。
1.2 预防措施。
1.2.1掰开梁柱节点中柱主筋后, 应先将料卸在料盘上, 后由人工入模。1.2.2混凝土垫块按规定放置。1.2.3保护层厚度应按设计要求或规范规定执行。1.2.4对柱位移主筋应按1:6坡度调整到位。1.2.5在梁柱相接的水平面上, 加一道由钢筋制成的卡具固定, 量好柱轴线后采取限制位移措施。1.2.6柱主筋外伸部分在加一道临时箍筋。1.2.7振捣棒头或下料斗应避免碰撞钢筋, 如果发现撞斜主筋, 应及时校核纠正。
2 梁柱节点箍筋加密区的钢筋加工安装不符合要求
梁柱节点箍筋加密区的箍筋少放, 绑扎铁丝少扣、漏扣、松扣, 箍筋绑扎间距不匀, 高低不平, 箍筋重叠堆放在纵横交叉的梁受拉钢筋上面, 箍筋被电焊从中间割断, 箍筋闭合处未错开设置, 梁受力筋端头锚入支座中的长度不足, 位置、间距不符合要求, 梁主筋端头90°弯钩平直部分在锚入支座中, 当梁主筋为双排钢筋时, 叠合在一起或两排钢筋间距太大。
2.1 原因分析。
2.1.1梁柱节点处梁主筋纵横交叉, 又是箍筋加密区, 钢筋安装绑扎不便。2.1.2梁柱节点钢筋绑扎中, 预先全部绑扎好柱核心区加密箍筋, 再安装绑扎梁纵横交叉的受力筋, 当梁受力筋端头为90°弯钩时, 在不易放进支座的情况下就用电焊将部分箍筋从中间割断。2.1.3为节约钢材、梁受力筋锚入支座中的长度不够, 梁主筋端头有焊接接头锚入支座中。2.1.4梁受力钢筋锚入支座中的位置、间距不均, 当梁主筋为双排钢筋时, 在支座中叠合一起, 或双排钢筋间距拉大。2.1.5梁柱节点加密区箍筋弯钩闭合处未相互错开。
2.2 预防措施。
2.2.1严格操作工艺, 对梁柱节点箍筋加密区, 应把梁受拉筋锚入支座, 并和柱核心区箍筋按序密切配合, 一道道绑扎牢固。2.2.2加强质量意识教育, 不能随意用电焊割断柱核心区加密箍筋和梁主筋锚入端弯钩平直部分。2.2.3梁受拉筋锚入支座中的长度应符合设计要求。2.2.4梁受力筋端头有焊接接头时应按规范要求执行。2.2.5梁柱节点中梁受力的位置、间距要均匀安放;当梁受力筋为双排钢筋时应拉开双排钢筋间距, 按规范要求执行。2.2.6梁柱节点箍筋加密区弯钩闭合处应沿受力钢筋方向错开设置。2.2.7对梁柱节点核心区钢筋都进行隐蔽检查验收, 无误后在进行下道工序。
摘要：现浇梁柱节点柱主筋、箍筋、梁主筋位置、数量及梁主筋锚固长度是否正确, 直接影响框架结构的工程质量。消除梁柱节点钢筋施工质量通病, 有利于保证和提高主体结构的工程质量。
钢筋节点 第2篇
1)当采用直线锚固形式时，锚固长度不应小于la，且应伸过柱中心线，伸过的长度不宜小于5d，d为梁上部纵向钢筋的直径，
2)当柱截面尺寸不满足直线锚固要求时，梁上部纵向钢筋可采用本规范第8.3，3条钢筋端部加机械锚头的锚固方式，
梁上部纵向钢筋宜伸至柱外侧纵向钢筋内边，包括机械锚头在内的水平投影锚固长度不应小于0.4lab(图a)。
钢筋节点 第3篇
摘要：为研究新型钢筋网约束矩形节点在低强度混凝土中的局部受压性能，对11个试件进行了轴压试验，讨论试件几何参数与体积配筋率对承载力的影响.试验结果表明，在节点钢筋网外围配置箍筋，可以有效改善节点区的抗裂性能；试件相对高度与其极限承载力成反比，但相对高度大的试件具有较大的初裂荷载；钢筋网体积配筋率对极限承载力有一定的提高作用，但对抗裂性能没有明显改善，借鉴约束混凝土本构模型，建立了力学概念清晰的核心混凝土等效应力一应变关系.采用建议的等效应力一应变关系对相关试验试件进行了全过程分析，计算曲线和试验曲线吻合良好.endprint
摘要：为研究新型钢筋网约束矩形节点在低强度混凝土中的局部受压性能，对11个试件进行了轴压试验，讨论试件几何参数与体积配筋率对承载力的影响.试验结果表明，在节点钢筋网外围配置箍筋，可以有效改善节点区的抗裂性能；试件相对高度与其极限承载力成反比，但相对高度大的试件具有较大的初裂荷载；钢筋网体积配筋率对极限承载力有一定的提高作用，但对抗裂性能没有明显改善，借鉴约束混凝土本构模型，建立了力学概念清晰的核心混凝土等效应力一应变关系.采用建议的等效应力一应变关系对相关试验试件进行了全过程分析，计算曲线和试验曲线吻合良好.endprint
钢筋混凝土梁节点抗震性能分析 第4篇
随着时代发展到了今天, 建筑结构用材中使用最广泛的依旧是近代出现的钢材以及混凝土材料, 这两种材料的有机配合构成了承载能力强、刚度大、整体性能好、耐火耐腐蚀的钢筋混凝土结构[1]。在本文中, 作者使用建筑工程当中最常出现的不利荷载情况, 通过变换荷载方向、轴压比、混凝土强度三者之间的组合, 对钢筋混凝土梁T型节点模型进行反复施加周期荷载试验, 分析不同试件参数对构件抗震性能的影响。并对模型核心区域端部应力应变、钢筋应变加以测量, 分析模型核心区域的荷载模式。
1 原材料及材料参数
1.1 混凝土材料参数
节点模型选用C60以及C30混凝土, 混凝土方块尺寸采用90 mm×150 mm, 并一同与构件进行浇筑, 在相同的条件下进行养护。
1.2 钢筋
构件的纵筋均采用HRB335螺纹钢筋, 直径分别为12 mm以及20 mm两种形式, 箍筋采用HPB235圆钢筋, 直径为8 mm。
1.3 构件设计
本文所选用的混凝土梁T型节点模型试件按混凝土强度、加载方式、节点轴压比三个数据不同组合分为两种形式, 不同构件的配筋情况以及尺寸大小均相同。模型构件的主要参数和模型编号参见表1。
1.4 构件配筋
本文中所选用的2个混凝土梁T型节点模型试件的配筋均相同, 梁构件顶部配置直径为12 mm的钢筋4根, 其中箍筋的配置为:中部8@80。梁构件的底部配置直径为20 mm的钢筋5根, 其中箍筋的配置是:中部8@150。纵筋为直径12 mm的钢筋6根, 其中配筋率为2.3%。各个构件中详细的配筋情况参见表2。
2 试验方案
本文通过使用当下比较常用的低周期重复加载实验来对钢筋混凝土梁T型节点模型的抗震性能进行分析研究。但是由于结构构件在经历较为强的地震力作用后, 容易进入非线性形态[2], 因此, 必须经受有次数限制的重复加载。
2.1 试验测量内容
本文中所进行实验的测量数据共有以下几项:
1) 梁节点端部所受的水平荷载以及轴向荷载;2) 梁节点端部的水平侧向位移;3) 梁节点端部的水平应力应变滞回曲线;4) 梁节点中心区域的纵向钢筋应变情况;5) 构件混凝土的裂缝宽度以及裂缝走向。
2.2 试验测量方法
根据上述的测量目标, 本试验所采用的测量方式主要有:
1) 将受力传感装置与液压千斤顶相连, 对梁节点端部的水平荷载以及轴向荷载进行测量, 荷载作用传感装置产生变形同时将变形数据转为光电信号传输至数据分析装置[3], 并连接计算机对光电信号进行模拟转换便可显示为荷载形式。
2) 通过传感装置以及固定在梁节点顶端的位移计与计算机连接[5], 通过数据分析记录梁节点顶端的应力应变滞回曲线。
3) 在整个试验过程当中, 随时对混凝土构件裂缝的出现时间以及裂缝走向进行记录, 描绘记录构件各个加载阶段中裂缝的走势, 同时记录裂缝的宽度。
3 试验结果分析
3.1 混凝土柱—钢筋混凝土梁节点横向抗震性能研究
1) 轴压比的影响。当节点混凝土强度不变时, 构件轴压比越低, 节点可以承受更多次数的重复荷载, 同时节点产生比较大的塑性变形, 节点滞回曲线呈现比较饱满的形态。当节点混凝土强度不变时, 构件轴压比越高, 节点则可以承受更少次数的重复荷载[6], 同时节点产生比较小的塑性变形, 节点滞回曲线呈现相对比较窄的形态。
2) 混凝土强度的影响。当节点轴压比不变时, 构件选用的混凝土强度越低, 节点可以承受更多次数的重复荷载, 同时节点产生比较大的塑性变形, 节点滞回曲线呈现比较饱满的形态。当节点轴压比不变时, 构件选用的混凝土强度越高, 节点则可以承受更少次数的重复荷载, 同时节点产生比较小的塑性变形, 节点滞回曲线呈现相对比较窄的形态。
3.2 混凝土柱—钢筋混凝土梁节点纵向抗震性能研究
1) 轴压比的影响。当节点混凝土强度不变时, 构件轴压比越低, 节点可以承受更多次数的重复荷载, 同时节点产生比较大的塑性变形, 节点滞回曲线呈现比较饱满的形态。当节点混凝土强度不变时, 构件轴压比越高, 节点则可以承受更少次数的重复荷载, 同时节点产生比较小的塑性变形, 节点滞回曲线呈现相对比较窄的形态。
2) 混凝土强度的影响。当节点轴压比不变时, 构件选用的混凝土强度越低, 节点可以承受更多次数的重复荷载, 同时节点产生比较大的塑性变形, 节点滞回曲线呈现比较饱满的形态。当节点轴压比不变时, 构件选用的混凝土强度越高, 节点则可以承受更少次数的重复荷载, 同时节点产生比较小的塑性变形, 节点滞回曲线呈现相对比较窄的形态。
4 结语
1) 轴压比相同的钢筋混凝土梁T型节点延性系数随着混凝土材料强度的升高而降低, 水平方向极限承载力随着混凝土材料强度的升高而升高。
2) 混凝土强度相同的钢筋混凝土梁T型节点延性系数随着构件轴压比的增大而降低, 水平方向极限承载力随着构件轴压比的提升而提升。
3) 钢筋混凝土梁T型节点构件轴压比对混凝土强度较高试件的影响大于混凝土强度较低的试件, 对横向加载试件的影响程度小于纵向加载试件。
摘要：通过对多个钢筋混凝土梁T型节点模型加载周期性荷载, 分析钢筋混凝土梁T型节点在纵向和横向不同的方向内周期性荷载作用下的破坏形式、工作原理及钢筋对混凝土的约束作用, 并变换T型节点模型构件的尺寸参数, 进一步研究了不同参数对T型节点延性能力以及水平方向的极限承载力等性能的影响程度, 以供参考。
关键词：钢筋混凝土梁,T型节点,轴压比
参考文献
浅谈钢筋混凝土框架结构的节点问题 第5篇
关键词：钢筋混凝土,框架结构,节点,抗震性能
钢筋混凝土框架结构的梁柱节点是受力复杂的重要结构部位。GB 50010-2002混凝土结构设计规范、GB 50011-2001建筑抗震设计规范提出抗震设计要保证“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的目标,使节点在地震荷载作用下不发生剪切破坏,并在梁端产生塑性铰,进行内力重分布。
钢筋混凝土框架结构的梁柱组合体在进入非弹性状态后的延性、塑性耗能能力以及节点损伤的发展过程、变形特征以及最终失效方式等应该引起人们的注意。而影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的因素更将成为人们研究的重中之重。
1 钢筋混凝土框架节点的受力机理
钢筋混凝土框架节点的受力机理是指通过合理的计算假定模式,描述由梁、板、柱传来的内力(M,N,V,T)在框架节点核心区的传递和由此产生的各种破坏形式。目前比较流行的有三种理论:斜压杆机理、剪摩擦机理、桁架机理。这三种框架节点的受力机理,应用于各种不同的破坏形式和设计规范中。新西兰的框架节点设计以斜压杆和桁架机理共同作用为依据,美国则以梁剪机理和斜压杆机理为主。
而我国规范所提供的计算公式是用来确定节点水平箍筋用量的“框架节点核心区抗震受剪承载力”。
GB 50010-2002混凝土结构设计规范第11.6.1条规定,一级、二级抗震等级的框架应进行节点核心区抗震受剪承载力计算;三级、四级抗震等级的框架节点核心区可不进行计算,但应符合抗震构造措施的要求。框支层中间层节点的抗震受剪承载力计算方法及抗震构造措施与框架中间层节点相同。而第11.6.2条也明确给出了框架梁柱节点核心区考虑抗震等级的剪力设计值Vj的计算公式。
GB 50011-2001建筑抗震设计规范附录D中提供了用于抗震框架节点设计的主要计算公式为:
Vj=ηjb∑Mb[1-(hb0-a′s)/(Hc-hb)]/(hb0-a′s)。
(一级、二级框架梁柱节点核心区组合的剪力设计值)。
Vj=1.15∑Mbua[1-(hb0-a′s)/(Hc-hb)]/(hb0-a′s)。
(9度时和一级框架结构)。
2 影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的因素
1)材料信息。
混凝土强度直接影响框架节点抗剪承载力,对于承受一定荷载的框架节点,混凝土强度越高,则梁、柱的截面尺寸越小,框架节点核心区混凝土的承剪截面也相应减小,在一定配箍率下,对其抗震性能反而不利。
GB 50010-2002混凝土结构设计规范提倡使用HRB400级钢筋,钢筋强度虽然大于HRB335级钢筋,在相同的设计条件下,用钢量相对减少,但是钢筋表面与周边的混凝土粘结锚固能力下降,在框架节点的高粘结应力区,钢筋和混凝土的共同作用相对较差,钢筋易滑移。
2)节点形式。
GB 50010-2002混凝土结构设计规范第11.6.7条提供了按框架节点在框架中所在位置的不同,所产生的四种基本形式:框架中间层的中间节点(╋型)和框架中间层的端节点(┣型)、框架顶层中间节点(┳型)、框架顶层端节点(┏型)。
对于╋型节点,框架梁的上部纵向钢筋贯穿中间节点,强震作用下,框架节点两侧梁端可能均达到屈服,框架节点核心区受到很大的剪力,容易发生核心区剪切破坏。对于┣型节点,柱抗弯承载力较大,“强柱弱梁”比较容易满足,但梁筋的锚固相对薄弱,梁筋易发生粘结滑移,角柱节点受力最为不利。对于┳型节点,梁的纵筋可直通锚固,水平荷载作用下,柱抗弯承载力弱于梁,柱端易产生塑性铰。对于┏型节点,梁、柱的纵筋均需在框架节点核心区内锚固,节点核心区受力较复杂,易产生破坏。
3)轴压比。
试验研究表明,在一定范围内轴向压力可提高框架节点核心区混凝土的抗剪承载力。由于柱轴向压力的作用,在框架节点核心区混凝土开裂以前,柱截面受压区面积加大,斜压杆作用加强。当混凝土出现裂缝时,混凝土块体间产生咬合力。随着轴压比的增大,抗剪承载力相应增大,但当轴压比超过某一临界值时,框架节点受压区混凝土产生微裂缝,使混凝土压碎,抗剪承载力反而下降。
4)剪压比。
为了防止框架节点核心区出现斜拉破坏或斜压破坏,必须控制剪压比,即限制配箍率,避免框架节点核心区混凝土的破坏先于箍筋的屈服。
5)水平箍筋。
在框架节点内配置水平封闭箍筋,一方面对框架节点核心区混凝土产生有利约束,增强传递轴向荷载的能力;另一方面承担部分水平剪力,提高框架节点的抗剪承载力。试验表明,配箍适当的框架节点核心区出现贯通裂缝后,混凝土承担的剪力继续增加,箍筋全部屈服,混凝土与箍筋同时充分发挥作用,使节点核心区受剪承载力在破坏时达到最大。对于配箍较高的节点,当节点核心区产生贯通斜裂缝时,混凝土抗剪承载力达极值,但箍筋应力还很低,混凝土破坏先于箍筋屈服,使得节点核心区的抗剪承载力达不到预期的最大值,箍筋不能充分发挥作用。
6)竖向箍筋。
在水平反复荷载作用下,框架节点核心混凝土出现交叉斜裂缝后,剪力的传递由斜压杆作用过渡到水平箍筋承担水平分力、柱纵向钢筋承担竖向分力以及平行于斜裂缝的混凝土骨料咬合力所构成的桁架抗剪机制,设置竖向箍筋可承担框架节点剪力的竖向分量,减少混凝土的负担,从而提高框架节点的抗剪承载力,但施工不便。
7)柱纵向钢筋。
通常按抗弯要求设置,沿柱截面的高度方向,按构造规定也相应配置一定数量的纵向钢筋。这些纵筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束。因此,合理布置柱纵向钢筋对提高框架节点抗剪承载力有一定作用,但增加柱纵向钢筋不象增加水平箍筋那样能显著地提高框架节点的抗剪承载力。
8)楼板。
框架节点四周的楼板对节点核心区具有约束作用,与梁轴平行的楼板钢筋与梁上部受力钢筋协同工作。如果考虑楼板作为梁翼缘在受弯过程中发挥的作用,则应相应地提高节点的剪力计算值。
9)预应力作用。
对钢筋混凝土框架节点施加预应力,可使框架节点核心区混凝土增加约束,处于双向受力状态,从而提高框架节点的抗剪承载力。但通过框架节点核心区的无粘结预应力筋,削弱核心区混凝土的面积,降低框架节点的抗剪承载力。因此,对于无粘结预应力混凝土框架节点,可将预应力作用对框架节点的抗剪承载力的提高作为结构的安全度储备。
10)偏心影响。
在高层建筑设计中,为了使建筑立面产生与外墙或柱面齐平的效果或产生凹凸错落的效果,经常要求梁、柱中心线错开,甚至要求梁侧面与柱侧面重合,出现大量的大偏心框架节点,这时框架节点受到附加扭矩之类的次内力作用,剪力在节点内的传递比较复杂。通过实际震害和试验研究可以发现,与无偏心框架节点相比,偏心框架节点抗剪承载力明显下降。
11)异形柱节点。
T型柱框架节点的抗剪承载力较低,框架节点在梁屈服后马上进入通裂状态。当梁宽大于柱腹板宽度时,处于柱腹板外的梁纵筋在节点处锚固较差。
12)反复荷载。
在反复荷载作用下,材料强度和构件强度降低,粘结锚固性能退化,剪切变形加大。由于框架节点内剪应力方向交替变化,核心区斜向裂缝的张开与闭合交替产生,导致框架节点核心区抗剪承载力和剪切刚度降低。框架节点两侧的梁纵向钢筋可能产生一侧受拉达到屈服,另一侧受压达到屈服,产生很强的粘结应力,使钢筋滑移,发生粘结破坏。随着梁端变形的逐步增加,框架节点核心区抗剪承载力相应逐渐衰减。
13)斜向地震的双轴效应。
当地震作用方向与建筑物主轴方向不一致时,可能使两个方向的梁都达到屈服,这时作用于节点对角斜面上的水平剪力约为其中一个方向的2倍,然而斜裂缝遇到的箍筋与一个方向受剪时遇到的箍筋数目仍然相同。如果这些水平箍筋与柱截面各边平行,则钢筋的斜向分力仅仅是单向受剪时可抵抗剪力的1/2。对于双向对称的框架,双向受剪所需要的剪力钢筋约为单向受剪所需剪力钢筋的2倍。因此,斜向地震作用下,框架节点的强度和刚度迅速降低,梁筋较早出现粘结滑移破坏。
3 结语
通过以上对钢筋混凝土框架节点的受力机理和影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的各种因素的讨论,在钢筋混凝土框架节点的设计上,综合“概念设计”和“构造措施”,确保结构设计安全经济。
参考文献
[1]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.
[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
论建筑工程中钢筋节点的设计与施工 第6篇
近年我国房地产业的发展蓬勃, 高层混凝土框架结构形式在建筑构造中得到了广泛应用。在地震荷载作用下, 框架结构破坏的情况主要有:①框架柱的压弯破坏、剪切破坏;框架梁的斜截面破坏、正截面破坏、锚固破坏;③板四角的斜裂缝和平行于梁的通长裂缝;④框架节点核芯区钢筋配置不当导致的破坏。施工单位虽然对钢筋材质、钢筋连接、钢筋加工方面给予了重视, 并取得了不少的成果和进步, 但由于目前施工图纸中没有明确框架结构的节点设计, 各种上施工资料也没有明确的阐述, 造成某些钢筋的节点设计与构造措施不能满足抗震设计的要求或设计的节点形式不能顺利实现, 容易出现上述框架梁的斜截面破坏、锚固破坏和框架节点核芯区的脆性破坏等情况, 需要引起施工单位的高度重视, 会同设计单位共同完成钢筋的节点设计, 保证节点钢筋设计的合理性。
1 梁柱受力主筋位置的设计
(1) 在以下两种情况下, 框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置发生矛盾:①框架梁的截面宽度等于框架柱的边长;②框架梁的一边和框架重合。
(2) 节点设计的原则;框架结构设计的原则是“强剪弱弯、强柱弱梁”, 首先保证框架柱受力主筋的位置。
(3) 解决的办法:①框架梁主筋在框架柱内侧通过;②为保证框架梁的截面尺寸, 在框架梁靠近柱侧四角增加4根钢筋作为架立钢筋 (图1、2) 。
(4) 经济效果分析:通过上述方法保证了框架结构受力构件的受力主筋的位置, 得到了设计师的认可, 便于施工。
2 墙梁节点钢筋设计
(1) 在框架-剪力墙结构中, 框架梁或者次梁直接搁置在核心筒墙体暗梁或过梁上, 如果框架梁的截面和暗梁或过梁的截面高度相等, 就造成框架主筋和核心筒暗梁或过梁主要位置互相矛盾。
(2) 节点设计的原则
根据固定端框架梁的弯矩形式, 框架梁在支座位置上铁受拉, 下铁受压;墙体暗梁或过梁受阻 (见图3) 。尽量保证暗梁或连梁箍筋的完整性。
2.3 解决的方法
(1) 过梁下铁设置不超过六根主筋分为两排布置, 框架梁下铁布置在过梁下铁第一排和第二排钢筋之间且框架梁的接头位置全部位于支座附近, 接头按照50%的比例错开。
(2) 框架梁上铁直接搁置在过梁上铁上, 保证框架梁主筋的锚固长度满足规范要求。根据GB50204-2000规范中规定, 过梁的箍筋尺寸取负误差, 框架梁箍筋的尺寸取正误差, 从而保证过梁和框架保护层厚度。
(3) 将过梁或暗梁截面降低或减小5 cm, 框架梁上铁直接锚固在过梁上, 保证框架梁及楼板钢筋的保护层的厚度。
2.4 效果分析
(1) 通过调整框架梁下铁受力主筋接头位置, 确保了过梁箍筋不被破坏 (见图4) 。
(2) 在规范许可范围内, 征得设计确认将过梁及暗梁截面降低5 cm同时应用正负误差原理, 避免了工程上通常出现的核心筒墙体根部混凝土超高的问题。在节约商品混凝土的同时为精装修提供了条件。
3 主梁和次梁节点
在框架剪力墙结构中, 主梁和次梁的节点非常重要, 主次梁钢筋的设计位置就成为我们关注的焦点。根据常规做法, 次梁上铁钢筋在主梁钢筋之上, 板筋在次梁主筋之上, 如果主次梁节点钢筋设计不合理, 就会造成板筋或次梁上铁钢筋保护层厚度过小, 不利于结构的抗震。
某工程存在次梁支座在主梁上的情况, 故现场主梁上铁钢筋的保护层厚度为, 现浇楼板钢筋保护层 (本工程为15 mm) +现浇楼板钢筋ϕ10+次梁主筋直径 (28 mm) =53 mm>35 mm (设计要求的钢筋保护层厚度)
4 主梁延伸出的悬挑梁和主梁上的次梁的关系
(1) 次梁的上层钢筋在主梁钢筋的上侧, 由主梁延伸出的悬挑梁上层钢筋自然就在次梁的下侧, 从而造成悬梁构件钢筋保护层厚度过大;因为钢筋设计和操作人员控制等因素造成现场悬挑梁构件上铁钢筋保护层过大, 对悬挑梁构件的受力显然是不合理的。悬挑构件钢筋保护层厚度是施工控制的关键。
(2) 但现场施工对于上铁钢筋的保护层厚度的保证存在一定困难, 故在结构设计时需要考虑悬挑梁保护层厚度过大的不利因素同时施工单位需要密切注意悬挑梁的上铁保护层, 尽量做到误差最小。
5 劲性柱主筋和框架梁主筋的锚固长度的关系
(1) 随着我国钢结构的发展, 劲性混凝土结构在工程中的应用越来越广泛。框架梁主筋和H型钢柱的节点设计成为结构工程施工节点设计的重点。
(2) 因为施工条件的限制, 现场施工中某些部位的钢筋锚固长度不能满足施工规范要求的锚固长度, 故必须根据现场实际情况进行节点深化设计。
框架梁通过框架端柱, 其锚固长度不能满足规范要求的最小直锚长度, 现场施工必须进行弯锚或采取机械锚固措施, 因为该框架柱上层钢筋的连接点在跨中部位, 由于弯锚端钢筋过长 (施工现场外围挡安全措施距离结构面仅50 cm) , 该钢筋的连接现场不能实现。故上述钢筋不能进行弯锚, 否则现场施工很难操作。
(3) 解决的办法, 现场施工采取了两种解决办法, 都是采用机械锚固措施, 一是图集中明确规定的焊接同直径钢筋的方法 (见图5) ;二是钢筋端部增设螺纹连接套筒 (见图6) , 增加钢筋的握裹能力。通过现场制作试拉钢筋混凝土试块, 结果表明端部增设直螺纹套筒的施工方法满足施工规范的要求且施工方便。
6 结束语
钢筋节点 第7篇
各国学者通过大量的试验和实践经验中得知, 节点是框架梁柱的传力枢纽, 也是框架的薄弱环节, 是连接梁柱的关键部位, 为了保证整体结构的稳定性, 必须要保证节点的稳定性。主要利用ANSYS软件进行模拟, 研究在不同轴压比作用下, 钢梁—钢筋混凝土组合框架节点的各种性能。
轴压比是影响钢筋混凝土柱承载力和延性性能的一个重要参数, 大量试验表明, 随着轴压比的增大, 柱的极限承载力提高, 但极限变形能力、耗散地震能量的能力都下降, 而且轴压比对短柱影响更大。由于轴压比对构件延性有很大影响, 为了保证框架柱有足够的延性, 绝大部分国家规范对轴压比加以限制。同时规定, 如果轴压比超过限值, 就要加密箍筋来提高延性。
1 有限元模型建立
钢梁采用solid45号单元, 混凝土采用solid65单元, 钢筋采用link8单元。有限元模型如图1所示。网格划分采用自由分网, 对局部进行细化。在钢柱的底端施加所有约束, 在顶端施加水平方向的两个约束。模拟时的加载制度为首先采用力加载, 使用位移加载。首先在混凝土柱顶施加轴力, 然后在钢梁梁端施加反方向循环往复荷载。钢材的本构关系采用VonMises屈服条件和相关的流动准则, 得出了弹塑性变形的本构关系。
混凝土的本构关系在文中采用的是非线性本构关系模型。混凝土模型考虑受拉开裂 (Cracking) , 试件的本构关系采用不带下降段的多线性随动强化模型 (Multilinear Kinematic hardening plasticity) 来定义, 其本构关系的具体数学模型, 采用混凝土设计规范GB50010建议的公式, 上升段为二次抛物线, 之后为水平的直线, 不考虑下降段。
2 有限元模拟结果分析
本节主要利用以上的有限元模型, 研究在同等条件下, 不同轴压比下的节点的性能:
当轴压比μ=0.05时, 轴力N=120KN;当轴压比μ=0.35时, 轴力N=840KN;当轴压比μ=0.5时, 轴力N=1200KN。
2.1 不同轴压比的主应力云图和骨架曲线。以下各图为不同轴压比作用下构件的主应力云图。
通过图2, 3, 4观察可以看出:在节点核心区域内, 应力变化非常明显。
根据模拟得出的数据可以得到构件的骨架曲线的对比图。如图5所示。在骨架曲线中可以看出, 构件的承载能力是随着轴压比的增大而明显增大的。
2.2 不同轴压比下构件的延性性能。
根据2.1节构件的骨架曲线可以得到构件的延性系数。如表1所示。
其中:Δy-屈服位移;Δmax-极限位移;Δu-破坏位移;μmax-极限位移延性系数;μu-破坏位移延性系数。
由表1可以看出, 构件的延性性能是随着轴压比的增大而减小的。当轴压比μ=0.35时比μ=0.05时延性性能下降了17.72%, 当轴压比μ=0.5时比μ=0.35时延性性能下降了25.47%。由以上表格数据可以看出, 随着轴压比的增大, 构件的延性性能明显下降。
根据图5的骨架曲线可以得到不同轴压比的构件的破坏荷载。
当轴压比μ=0.05时, 极限荷载为Pmax=72KN, 破坏荷载为Pu=61.2KN;当轴压比μ=0.35时, 极限荷载为Pmax=158KN, 破坏荷载为Pu=134.3KN;当轴压比μ=0.5时, 极限荷载为Pmax=163KN, 破坏荷载为Pu=138.55KN。
由此可见, 构件的极限荷载和破坏荷载也是随着轴压比的增大有明显提高的。
2.3 不同轴压比下构件的耗能能力。
对于构件的耗能能力利用表2表示。
其中he为等效粘滞阻尼系数;S1为滞回环的面积, 代表一个受力循环所消耗的相对值;S2则为与本结构相同的线弹性体系所消耗能量的相对值;E为能量耗散系数。
由表2可以看出, 轴压比μ=0.05时构件的耗能能力最大, 当轴压比μ=0.35时比μ=0.05时耗能能力下降了31.32%, 当轴压比μ=0.5时比μ=0.35时耗能能力下降了43.85%。有以上表格数据可以看出, 随着轴压比的增大, 构件的耗能能力明显下降。
小结
通过以上分析可以知道, 随着轴压比的增大, 框架节点的破坏荷载显著增大, 但是当轴压比增大以后, 节点的耗能能力和延性性能却明显下降, 所以在试验和模拟的过程中, 应该找出适合节点的轴压比, 使得节点的破坏荷载、延性性能和耗能能力得到最好的结合, 使节点在整个结构中发挥出最大的效用。
参考文献
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钢筋节点 第8篇
由于设计、施工以及需要调整荷载等级等原因,不少钢筋混凝土斜腿钢架桥的节点因为强度的不足而需要加固和改造。
1 桥梁结构节点加固实例
某拼装式等截面斜腿钢架桥,桥面两端简支,斜腿下端铰接,上端与桥面固接,选取如图1所示的力学计算模型,对全桥结构进行节点和单元划分。
此桥跨度37 m,跨中梁底面距水面约4.5 m,建于20世纪80年代,设计承载力为100 t。现要求能通过载有总重146 t的平板拖车。根据规范要求,对桥梁构件进行压、弯、剪的校核计算。经计算发现,桥梁在自重和挂车荷载作用下,控制截面的各控制工况都能满足规范要求,但三单元3节点截面的斜截面抗剪强度和结合面抗剪强度不足,因此须对其进行加固处理。
2 试验介绍
取上述桥梁需要加固的节点进行分析,其中包括梁、斜腿和节点核心区。根据模型试验的相似准则,试验模型取梁截面尺寸为200 mm×450 mm,柱截面尺寸为200 mm×300 mm,梁、斜腿的夹角为45°。根据我国现行公路抗震设计规范,对斜腿钢架桥节点核心区配置相应的水平及纵向钢筋,试件的具体尺寸和配筋见图2。为了对加固前后构件的受力性能进行比较,共制作了6个相同的节点模型,编号分别为“0”“1”“2”“3”“4”“5”,其中“0”号模型为未进行加固的试件,为对比模型试件。其余为采用碳纤维加固的试件。
各个采用碳纤维加固的试件,加固位置有所不同,具体如下:在混凝土节点核心区处:“1”“2”试件采用碳纤维加固,“3”“4”“5”试件未采用任何加固措施;在混凝土梁位置:“1”“2”试件在箍筋位置,采用50宽碳纤维环型贴,碳纤维中距为150;梁受弯区满贴碳纤维,共两层。“3”“4”试件在箍筋位置,采用100宽碳纤维环型贴,碳纤维中距为150;梁受弯区满贴碳纤维,共两层。“5”试件在“3”“4”试件的基础上设置防止环形碳纤维脱落的压条。在混凝土斜腿的位置:“1”“2”“3”“4”“5”试件在大角底面满贴碳纤维,共两层,并延伸到混凝土梁位置,满足规范规定的锚固长度要求,“1”“3”“5”试件在箍筋位置未设置抗剪用碳纤维。“2”“4”试件在箍筋位置设置了抗剪用碳纤维,分别为50宽、100宽,碳纤维中距均为150。混凝土的强度设计值为C30,在制作试件的同时,按照现行混凝土结构设计规范要求,同时制作了6个150 mm×150 mm×150 mm的立方体试块,养护28 d以后,在液压式万能试验机上测试得到混凝土的强度指标。试验采用的Ⅰ级钢筋Φ6以及Ⅱ级钢筋Φ14,Φ20。碳纤维加固材料抗拉强度为3 550 MPa,设计弹性模量为220 GPa,名义厚度为0.167 mm。加固材料以及粘结胶也按照现行规范要求进行了相应的实验,均满足要求。
试验加载时采用人工千斤顶,在试件斜腿端头处施加水平和竖向荷载,根据原三跨斜腿钢架桥的实际受力情况,按照比例选取了竖向荷载以及水平荷载,在梁底部两端距梁端100 mm处放置竖向移动铰支承,在一侧梁端中部放置水平移动铰支承。
试件轴线受力图以及加载情况见图3。
3试验结果
根据图4的各个试件的荷载位移关系图,在相同荷载水平下,加固以后的构件核心区位移明显比对比试件减少,因此相应承载能力大幅度提高。
4结语
本文主要研究钢筋混凝土斜腿钢架桥节点核心区受剪时试件的响应情况,从试验研究中得出如下结论:
1)钢筋混凝土斜腿钢架桥节点核心区采用碳纤维加固后,其强度和抗变形能力得到了较大的改善;2)在一定的范围内,起箍筋作用的加固碳纤维用量越大,对构件的抗剪能力的增加越明显,环形粘贴碳纤维能有效地减少混凝土受剪斜裂缝的产生;3)环贴碳纤维的锚固条能有效地防止环形碳纤维提前崩裂退出工作,进而提高抗剪加固效果。4)斜腿钢架桥节点核心区受力机理和房建结构的梁柱节点有相类似的地方,公路桥梁抗震规范对此相关描述较为简洁,对其进行具体地震响应计算或者鉴定加固设计时,可以参考最新的混凝土结构设计规范以及建筑抗震设计规范。
摘要：对5个碳纤维加固钢筋混凝土斜腿钢架桥节点试件和1个对比试件进行了试验研究,试验分析表明,在加固以后,与裂缝斜交的碳纤维起着与箍筋类似的抗剪作用,节点的强度和变形能力有了明显的提高,同时在节点受弯部位粘贴的碳纤维与其相对应处的受弯钢筋相比,承受了较大的应力和应变。
关键词：斜腿钢架桥,节点,碳纤维,加固,模型试验
参考文献
[1]刘世忠.大跨度预应力斜腿刚构桥的整体模型试验[J].兰州铁道学院学报,1995(12):21-26.
[2]匡志平,王皓波.用碳纤维加固桥梁的现场试验研究[J].同济大学学报,2002(2):146-150.
[3]赵雪萍.碳纤维布在旧桥加固中的应用[J].公路交通技术,2002(9):49-51.
[4]CECS 146∶2003,碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程[S].
钢筋节点 第9篇
关键词：钢梁,钢筋混凝土柱,刚接,节点设计,RCS
1 引言
一般情况下，铰接节点是钢梁与钢筋混凝土柱连接的普遍形式，其受力明确、施工方便、设计简单，适用于结构受力较小或梁高要求不高的情况。
上海虹桥国际机场扩建工程西航站楼项目，长廊13.470m标高局部夹层由于跨度较大及建筑净高的限制，采用钢结构组合楼盖形式，钢梁与钢筋混凝土圆柱采用刚性连接，以达到减小截面高度的目的，典型平面布置图详见图1。
2 现有刚接节点形式的介绍
钢梁与钢筋混凝土柱刚性连接的节点设计关键在于如何通过合理的构造措施，使钢梁端弯矩、轴力及剪力安全可靠地传给混凝土柱本身。
由于国内对于此类节点的研究资料及工程实例较少，参考国外钢梁-钢筋混凝土柱组合结构（RCS）中的梁柱节点形式[1]，常用的刚接做法有下列2种：
a美国RCS梁贯通式节点，即钢梁连续穿过钢筋混凝土柱，并在梁柱节点处增加补强构件，详见图2。
b日本RCS柱贯通式节点，即钢筋混凝土柱贯通，钢梁与梁柱节点区域的四周柱面钢板相连，详见图3。
梁贯通式的优点：刚度大、整体性好、承载能力高，可减少焊接工作量。缺点：对柱截面有削弱，同时极大影响柱中钢筋的布置，且对核心混凝土的浇灌振捣有影响。
柱贯通式的优点：构造简单，核心区混凝土浇筑振捣等施工方便，施工速度快。缺点：刚度、整体性及承载力不如梁贯通式，梁柱连接处应力集中。
3 新型节点的提出及建议
在综合比较了国外梁贯通式及柱贯通式节点的优缺点后，参考钢管混凝土结构中梁柱刚接的节点形式，提出了新型的外加强环式柱贯通型梁柱刚接节点，即在保持柱贯通式节点的构造简单、核心区混凝土浇筑振捣方便的优点前提下，提高节点的刚度、承载力，具体介绍如下：
a在钢梁上、下翼缘处设置外加强环以传递梁端弯矩，提高节点整体刚度，为避免应力集中，加强环采用圆环型，上下加强环之间增设加劲肋。
b四周柱面钢板采用抱箍埋件形式埋入钢筋混凝土柱中，对应钢梁上翼缘处增设“十”字型钢板，传递梁端弯矩。
典型节点如图4所示。
4 外加强环设计
外加强环板的设计关键在于加强环板的宽度及厚度的确定。根据钢管混凝土加强环板截面的计算方法，取环板厚度同相连钢梁翼缘厚，则环板宽度的具体计算公式如下[2]：
式中：N为环板拉力；t及t1为埋件锚板厚度及环板厚度；α为拉力N作用方向与计算截面的夹角；be为埋件锚板参加加强环工作的有效高度；f及f1为埋件及加强环板钢材强度设计值；bs为钢梁宽度；D为圆柱直径。
5 埋件设计
由于左右钢梁高度不同，埋件由MJ-1及MJ-2组成。
MJ-1采用抱箍式圆环埋件，对应钢梁上翼缘处的“十”字钢板取100mm宽×25mm厚，以减小施工中浇筑振捣混凝土及柱中钢筋排布的影响。埋件中对应钢梁连接板位置设置抗剪钢板，板厚同连接板，以传递梁端剪力。
MJ-2为一环形埋件，主要承受剪、压力，待预埋就位后与MJ-1等强焊接。
埋件详图详见图5、图6。
6 节点制作与施工
抱箍式圆环埋件与外加强环均由钢结构制作公司在工厂整体焊接完成，现场预埋就位，再与钢梁连接。整个施工过程工期短，简单方便。
7 结语
通过以上的介绍和分析，国外RCS结构中采用的梁贯通式及柱贯通式梁柱刚性连接节点，有各自的优缺点，本文介绍的新型外加强环式柱贯通型梁柱刚接节点能较好地综合两者的优点：
1）柱贯通型，构造简单、施工方便，不影响核心区混凝土浇筑振捣。
2）外加强环及内“十”字板的增设，提高了整个节点整体性，刚度大、承载力高。
此节点经过工程实践的检验,不失为一种有效的钢筋混凝土圆柱与钢梁刚接的节点形式。
参考文献
[1]申红侠,顾强.钢梁-钢筋混凝土柱节点的研究及应用概况[J].建筑钢结构进展,2004,6(2):33-36.