5.2.6.2  梁柱节点抗震设计

 
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手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02

 
功能说明

一、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、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。

5.2.6.2.1  一般框架梁柱节点

1. 节点核心区剪力设计值

(1)一、二级框架梁柱节点核心区的剪力设计值,应按下列规定计算 :

顶层中间节点和端节点:

 

                                                                                                                                                                            (5.2.6-2)

其他层中间节点和端节点:

                                                                                                                                   (5.2.6-3)

(2)9度时和一级框架结构尚应符合:

顶层中间节点和端节点:

                                                                                                                                                                   (5.2.6-4)

其他层中间节点和端节点

                                                                                                                 (5.2.6-5)

式中:   

        Vj —— 梁柱节点核心区的剪力设计值;

      hb0 —— 梁截面的有效高度,节点两侧梁截面高度不等时取平均值;

       a's —— 受压钢筋合力点至受压边缘的距离;

      Hc —— 柱的计算高度,可采用节点上、下柱反弯点之间的距离;

       hb —— 梁的截面高度,节点两侧梁截面高度不等时取平均值;

      ηjb —— 节点剪力增大系数,一级取1.35,二级取1.2;

   ΣMb —— 节点左、右梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和,一级时节点左、右梁端均为负弯矩,绝对值较小的弯矩应取零;

ΣMbua —— 节点左、右梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和,根据实配钢筋面积(计入受压筋)和材料强度标准值确定。

    2. 节点核心区截面有效验算宽度

核心区截面有效验算宽度,应按下列规定采用 :

当bb≥bc /2时:

                                                                                                                                                                                                       (5.2.6-6)

当bb<bc /2 时:

                                                                                                                                                          (5.2.6-7)

当梁与柱的中线不重合,且偏心距e0≤bc/4时:

                                                                                  (5.2.6-8)

式中:

bj —— 节点核心区的截面有效验算宽度;

bb —— 验算方向梁截面宽度;

bc —— 验算方向的柱截面宽度;

hc —— 验算方向的柱截面高度。

   3.  节点核心区截面尺寸条件

框架梁柱节点核心区受剪的水平截面应符合下列条件:

                                                                                                                                             (5.2.6-9)

式中:

hj —— 框架节点核心区的截面高度,可取验算方向的柱截面高度;

ηj —— 正交梁对节点的约束影响系数:当楼板为现浇、梁柱中线重合、四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2;

bc —— 验算方向的柱截面宽度;

hc —— 验算方向的柱截面高度。

 

   4.  节点核心区抗震受剪承载力计算

框架梁柱节点的抗震受剪承载力,应符合下列规定 :

  (1)9度设防烈度

                                                                                                (5.2.6-10)

  (2)其他情况

                                                                 (5.2.6-11)

式中:

     N —— 对应于考虑地震作用组合剪力设计值的节点上柱底部的轴向力设计值:当N为压力时,取轴向压力设计值的较小值,且当N>0.5fcbchc时,取N=0.5fcbchc;当N为拉力时,取N=0;

  Asvj —— 核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋各肢的全部截面面积;

  hb0 —— 梁截面有效高度,节点两侧梁截面高度不等时取平均值。

 

5.2.6.2.2  扁梁框架梁柱节点

  扁梁框架的梁宽大于柱宽时,梁柱节点应符合本节规定。

  1. 节点核心区剪力设计值

扁梁框架梁柱节点核心区的剪力设计值Vj等于柱宽范围内的剪力设计值Vj-1加上柱宽范围外剪力设计值Vj-2,Vj由一般框架梁柱节点核心区剪力设计值计算公式(5.2.6-2)~(5.2.6-5)确定,Vj-1、Vj-2由梁上部纵筋在柱宽范围内、外的截面面积比例确定,即:

                                                                                                                                                                               (5.2.6-12)

                                                                                                                                                                            (5.2.6-13)

式中:

 Vj-1 —— 节点核心区柱宽范围内的剪力设计值;

 Vj-2 —— 节点核心区柱宽范围外的剪力设计值;

 As-1 —— 梁上部纵筋在柱宽范围内的截面面积;

 As-2 —— 梁上部纵筋在柱宽范围外的截面面积;

   As —— 梁上部纵筋的截面面积。

2. 节点核心区截面尺寸条件

扁梁框架梁柱节点核心区受剪的水平截面应符合公式(5.2.6-9)的要求,但计算时核心区截面有效验算宽度bj取梁宽与柱宽的平均值,即:

                                                                                                                                                                                  (5.2.6-14)

3. 节点核心区抗震受剪承载力计算

节点核心区可划分为柱宽范围内核心区和柱宽范围外核心区,两个核心区根据各自承担的剪力设计值分别验算受剪承载力。

  (1)柱宽范围内核心区

柱宽范围内核心区抗震受剪承载力计算可采用公式(5.2.6-10)或式(5.2.6-11),但应符合以下两个条件 :

Vj-1替代Vj,bc替代bjAsvj-1替代Asvj,此处Asvj-1为柱宽范围内核心区验算方向同一截面各肢箍筋的全部截面面积;

② 节点四边有梁时取ηj=1.5;其他情况取ηj=1.0

  (2)柱宽范围外核心区

柱宽范围外核心区抗震受剪承载力可用公式(5.2.6-10)或式(5.2.6-11)计算,但应符合以下两个条件:

Vj-2替代Vj(bb−bc)替代bj,Asvj-2替代Asvj,此处Asvj-2为柱宽范围外核心区验算方向同一截面各肢箍筋的全部截面面积;

② 取ηj=1.0,N=1.0

 

5.2.6.2.3 圆柱框架梁柱节点

1.  节点核心区剪力设计值

同一般框架节点。

2.  节点核心区截面尺寸条件

圆柱框架的梁柱节点当梁中线与柱中线重合时,受剪的水平截面应符合下列条件:

                                                                                                                                                 (5.2.6-15)

 

式中:

  Aj —— 节点核心区有效截面面积:当梁宽bb≥0.5D时,取Aj=0.8D2;当0.4D≤bb<0.5D时,取Aj=0.8D(bb+0.5D);

  D —— 圆柱截面直径;

  bb—— 梁的截面宽度;

  ηj——正交梁对节点的约束影响系数:当楼板为现浇、梁柱中线重合、四侧各梁截面宽度不小于柱截面直径的1/2,且正交方向梁高度不小于较高框架梁高度的3/4时,可取ηj=1.5,对9度设防烈度,宜取ηj=1.25;当不满足上述约束条件时,应取ηj=1.0。

3.  节点核心区抗震受剪承载力计算

圆柱框架的梁柱节点,当梁中线与柱中线重合时,受剪承载力应按下列公式计算:

(1) 9度设防烈度

                                (5.2.6-16)

(2)其他情况

(5.2.6-17)

式中:

hb0 —— 梁截面有效高度;

Ash —— 单根圆形箍筋的截面面积;

Asvj —— 同一截面验算方向的拉筋和非圆形箍筋各肢的全部截面面积;

  N —— 轴力设计值,按一般梁柱节点的规定取值。

 

5.2.6.2.2  节点核心区箍筋及贯穿节点梁纵筋的构造规定

1. 箍筋构造

节点核心区箍筋的最小箍筋体积配箍率

                                                                                                                                      (5.2.6-18)

式中:

  vmin —— 节点核心区的最小箍筋体积配箍率,计算中应扣除重叠部分箍筋体积;

           fc —— 混凝土轴心抗压强度设计值;当强度等级低于C35时,按C35取值;

          fyv —— 箍筋及拉筋抗拉强度设计值,超过360N/mm2时,应取360N/mm2计算;

          λv —— 最小配箍特征值;

  vmin —— 最小箍筋体积配筋率下限值。

最小箍筋体积配筋率下限值0vmin

抗震等级

特一级

一级

二级

三级

ρ0vmin

0.6%

0.6%

0.5%

0.4%

 

2.  梁纵筋直径限值

框架中间层的中间节点处,梁内贯穿中柱的每根纵向钢筋直径,对一、二级抗震等级,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20;对于圆柱截面,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。

框架顶层中间节点处,贯穿中柱的梁上部纵向钢筋的直径,对一、二级抗震等级,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25。

 

 

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