梁柱节点如何抗震?
|梁柱节点的特殊性
在钢筋混凝土建筑中,与梁相交的柱部分称为梁柱节点(图1)。由于其组成材料的强度有限,因此接头的承载力有限。当地震期间施加大于这些的力时,接缝会严重受损。修复损坏的接头很困难,因此必须避免损坏。因此,梁柱节点的设计必须能够抵抗地震效应。新利客户
节理的抗震性能
在地震震动下,连接节点的梁受到相同方向(顺时针或逆时针)的弯矩(图1)。在这些弯矩下,梁柱节点的顶部杆被拉向一个方向,底部杆被拉向相反的方向(图2a)。这些力量是平衡的粘结应力之间发展的混凝土和钢在接头区域。若立柱不够宽或节点内混凝土强度较低,则混凝土对钢筋的抓地力不足。在这种情况下,杆在接合区域内滑动,梁失去承载能力。
在上述顶、底端推拉力的作用下,节理发生几何变形;一个关节的对角线长度拉长,另一个压缩(图2b)。若柱截面尺寸不足,则接缝处混凝土出现斜裂缝。
加固梁柱节点
为保证钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能,应防止接缝处混凝土对角线开裂和压溃。使用较大的列大小是实现这一点的最有效方法。此外,在柱杆周围需要紧密间隔的闭环钢束(图3),以将节点区域的混凝土结合在一起,以抵抗剪切力。中间柱筋也能有效地约束节点混凝土和抵抗水平剪力。
在关节中提供闭环连接需要一些额外的努力。印度标准IS:13920-1993建议通过连接区域继续绕柱杆的横向环。在实践中,这是通过准备一个楼面所有梁的钢筋笼(包括纵筋和箍筋)来实现的,这些钢筋笼将在该水平梁模板的顶部准备,并放入笼中(图4a和4b)。然而,这可能不总是可能的,特别是当梁是长和整个加固笼变得沉重。
锚固梁钢筋
首先采用合理的大截面柱来改善节点区域的梁杆夹持;印度标准IS:13920-1993要求III、IV和V震区的建筑柱,当它们支撑的梁长于5米或当这些柱在楼层(或梁)之间长于4米时,在横截面的每个方向上至少有300毫米宽。美国混凝土研究所推荐的柱宽至少为相邻梁中使用的最大纵筋直径的20倍.
在梁与柱连接的外部节点中(图5),需要将纵梁杆锚定在柱中,以确保节点中杆的适当夹持。一根Fe415级钢筋(特征抗拉强度为415MPa)的锚固长度约为新利18体育官网登录50倍于它的直径. 该长度从柱面到锚定在柱中的钢筋端部测量。在宽度较小的柱中,当梁钢筋直径较大时(图5a),梁顶钢筋的一部分嵌入到柱中,该柱浇筑至梁底,部分梁顶钢筋伸出。
这是很难保持这样一个悬垂梁顶杆的位置,而浇铸柱到梁的底部。此外,超过90º弯头的垂直距离在提供锚固方面不是很有效。另一方面,如果柱宽较大,梁筋不得延伸至梁底拱以下(图5b)。因此,最好有足够宽的列。这种方法在许多代码中使用[例如,aci3182005]。在内部接缝中,梁筋(顶部和底部)需要通过接缝,接缝区域不需要任何切割。此外,这些杆必须放置在柱杆内,并且没有弯曲(图6)。
文章作者:
C.V.R.Murty
印度坎普尔理工学院
印度坎普尔
赞助单位:
建筑材料与技术推广新利客户
议会,新德里,印度
出版
BMTPC地震提示
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我是土木工程师。我也从事土木工程,所以如果您能附上材料测试和一般土木工程问题和答案,我非常感谢您。
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非常感谢,先生。
信息很有价值。
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它的信息非常丰富,但我有一个疑问,是否所有梁钢筋都必须放置在柱内?由于大多数建筑物的柱和梁尺寸相似,以避免突出/不仅有时套筒必须穿过梁,而且在所有这些情况下,我们被迫将梁的一个边缘完全放置在柱的外缘上。我担心将来会有什么问题吗?
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我是一名设计工程师,我遵守抗震规范。但我一直在寻找为什么需要特殊类型的梁柱节点?
谢谢你的解释,它满足了我的疑问。