框架梁柱节点核芯区截面抗剪验算
核心节点验算
8.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算验算梁端弯矩bM ∑最大的柱子:取一层B 柱 700b h mm =,665bo h mm =《混规》11.6.2条:三级抗震,框架结构j V 应满足:001jb b b s j c b b s M h a V H h h a η⎛⎫'-= -⎪ ⎪-'-⎝⎭∑式中jb η为节点剪力增大系数,框架结构,三级抗震可得 1.20jb η=;b M ∑为梁端弯矩。
c H 为节点上柱和节点下柱反弯点之间的距离。
410.289413.86824.149bMkN m =+=⋅∑5.20.55 3.90.49 4.774770c H m mm =⨯+⨯==,'35s a mm =。
所以:31.20824.149106653511326.8665354770700j V kN ⨯⨯-⎛⎫=-= ⎪--⎝⎭《混规》11.6.3条:框架梁柱节点核芯区的受剪截面验算为:1(0.30)j j c c j j REV f h b ηβγ≤j h 为框架节点核芯区的截面高度,,b b 为梁截面宽度,c b 为柱截面宽度,j b 为节点核芯区的截面高度;j η为梁对节点的约束影响系数, 1.50j η=。
取柱截面高度600j h mm =;又300b b mm =,600c b mm =,/2b c b b >,故600j c b b mm==211(0.30)(0.30 1.5 1.014.3600)2725.41326.80.85j c c j j j REf h b kN V KN ηβγ=⨯⨯⨯⨯⨯=>=满足规范要求。
《混规》11.6.4条:框架梁柱节点的抗震受剪承载力需要满足下列公式:1(1.10.05)j bo s j j t j j j yv svjREcb h a V f h b Nf A b sηηγ'-≤++式中B 柱二层柱底轴力选取为21695.860.50.514.3600=2574c N KN f A KN ==⨯⨯和两者中的较小值,所以1695.86N KN =;svj A 为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;bo h 为框架梁的有效截面高度。
高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理
1、规范条文摘录在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中,有关框架梁柱节点区混凝土的设计和浇注有以下的条文内容及条文说明:——当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时,应对梁柱节点混凝土施工采取有效措施(第13.5.7条);——高层建筑不同强度的梁、柱节点混凝土浇筑需要有关单位具体协商解决(条文说明);——抗震设计时,一、二级框架的节点核心区应按本规程附录C进行抗震验算;三、四级框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区,可不进行抗震验算(第6.2.7条)。
——凡是梁柱节点之混凝土强度低于柱混凝土强度较多者,皆必须仔细验算节点区的承载力,包括受剪、轴心受压、偏心受压等,并采取有效的构造措施(条文说明)。
2、高层建筑混凝土结构设计和施工中的现实问题2.1 为了满足柱轴压比的要求,同时又要控制柱截面不过大,柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然。
而对于以受弯为主的楼层梁板,过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的,前者指对其抗弯承载力的贡献不明显,后者则指对构件承受非荷载应力(混凝土收缩应力、温度应力等)不利。
正因如此,《高规》第6.1.9条才有“现浇框架梁的混凝土强度等级不宜高于C40”的规定,但实际工程设计中楼盖合适的混凝土强度等级应为C25~C35。
由此可见,高层建筑混凝土结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在,而且随着建筑物高度的增大,两者的设计强度差距会越大,当然该区段主要存在于高层建筑的下部。
2.2 目前混凝土的浇筑施工几乎都是采用商品混凝土泵送工艺,而且习惯于将竖向构件与水平构件分两批集中浇注(即节点区采用楼盖混凝土强度等级浇注)。
如果要求其中的梁柱节点单独浇注,则首先是其供应量及浇注时间不易控制而会导致质量事故,其次是节点区与梁板之间的分隔确实存在难度,故施工单位至少不希望大面积采用此方法。
3、受剪、受压验算规律考虑到现场施工的操作程序,同时又要满足规范中对节点核心区承载力的要求,我们列举数例对典型节点区的受剪、轴心受压、偏心受压进行计算(其过程附后)。
框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法
浅析框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法摘要:新版《建筑抗震设计规范》gb5001-2010,加强了框架结构节点核心区截面抗震验算,自其实施以来,在pkpm(2010版)软件抗震验算过程中,尤其是高抗震设防烈度区,出现梁、柱节点域抗剪超限的问题时有发生,本文将结合个人在实际工程中做结构设计时的计算实例,与大家分享经验,浅析梁柱节点域抗剪超限的原理及解决方法,主要内容包括框架梁、柱节点域抗剪超限的含义解读;《建筑抗震设计规范》中关于节点核心区组合的剪力设计值的计算原理;《混凝土结构设计规范》gb50010-2010,框架梁、柱节点核心区的受剪承载力验算;以及个人在中国石油内蒙古销售公司八拜油库改扩建项目,综合办公楼结构设计中框架梁柱节点域抗剪超限解决的计算实例。
关键词:节点域抗剪超限;节点核心区;节点抗震验算;建筑抗震设计中图分类号:g642.1 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2013)26-0174-02一、框架梁、柱节点域抗剪超限的含义框架梁、柱节点域抗剪超限是指其节点核心区组合的剪力设计值超过规范限制,即vj>■(0.3ηjfcbjhj)。
如果说“强柱弱梁,强剪弱弯”是提高结构变形能力的设计精髓,那么节点核心区截面抗震受剪承载力验算就是实现“强节点弱构件”的关键,也是建筑结构抗倒塌能力的关键。
节点域内抗剪设计不足,遇到地震时会造成剪切破坏,属于脆性破坏,无征兆,致使建筑物瞬间垮塌。
新版《建筑抗震设计规范》gb50011-2010也增加了三级框架节点核心区抗震验算的规定。
查阅《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》,两者对节点核心区抗震验算规定基本相同,但后者对计算公式符号定义较前者详细,且式中较前者多了βc;前者较后者单给出了扁梁框架的梁柱节点规定,后者较前者明确规定了框架节点区的锚固和搭接要求。
两者分别称为“节点核芯区”、“节点核心区”,一字之差,足矣鉴域之重。
框架节点核心区超限设计分析
框架节点核心区超限设计分析摘要:结构抗震设计中,“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵循的重要原则。
在高烈度(8、9度)地区,抗震等级为一级和二级的框架节点核心区抗剪容易超限,故选择拟建8度区的框架结构为例进行分析。
根据《建筑抗震设计规范》中的计算公式,我们提出防止梁柱节点核心区超限的做法包括提高框架梁柱节点核心区抗剪承载力和减小剪力设计值。
然后结合常用的结构措施来具体分析和讨论解决节点核心区超限的方法,为结构抗剪超限设计提供参考。
关键词:框架结构,节点核心区抗剪,有效验算宽度,梁水平加腋1引言结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防要求,我们需要多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵循的重要原则。
基于该原则,《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对框架柱、梁和节点核心区均提出了严格的计算要求和抗震措施。
规范提出,节点核心区是保证框架承载力和抗倒塌能力的关键部位。
我们采用盈建科软件对框架结构进行计算时,发现在高烈度(8、9度)地区,抗震等级为一级和二级的框架节点核心区抗剪容易超限,故选择拟建8度区的框架结构为例进行分析。
2建模计算某商业楼,三层框架,位于天津,8度区,三类场地,抗震等级为一级,采用盈建科2.0.1进行建模计算。
由于整体结构Y方向较弱,在地震工况作用下,Y方向的层间位移较大,故采用框架柱截面为800x900(900为沿Y方向),计算得出Y方向的框架柱抗剪超限,如图1所示。
图1 模型与计算数据查看构件信息,在Y向水平地震和竖向地震工况组合下,该柱的节点核心区,节点核心区抗剪超限。
3计算原理根据《建筑抗震设计规范 GB 50011-2010》[2016年修订版] 的附录D中规定:D.1.3 节点核心区组合的剪力设计值,应符合下列要求:公式的右侧表示梁柱节点核心区抗剪承载力,式中:——正交梁的约束影响系数;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,且正交方向梁高渡不小于框架梁高度的3/4时,可采用1.5,9度的一级宜采用1.25;其他情况均采用1.0;——节点核心区的截面有效验算宽度;——节点核心区的截面高度,可采用验算方向的柱截面高度;——承载力抗震调整系数,可采用0.85。
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5.6水平荷载作用下,框架和剪力墙的变形特点有什么不同?P275.7风荷载计算需考虑哪些因素?高度、体型、地区5。
8框架内力分析中,分层法的前提条件是什么?(1)梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱产生内力,在其他层梁上及柱上产生的内力可忽略不计;(2)竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可以忽略不计。
5。
9重力荷载代表值是如何确定的?P375。
9规程对高层建筑结构的层间水平位移做出了限值?其目的是什么?如果高层建筑结构的层间水平位移太小,是否合适,为什么?P7,表2-31〈=/800,防止过大导致建筑物倒塌。
太小:说明结构的整体刚度太大,加大了地震作用效应,而且也不经济.5.10风荷载计算中,分整体风荷载计算和局部风荷载计算,其目的是什么?整体风荷载是指整个建筑所受到的风荷载,由整体承担,而局部风荷载是局部面积建筑所受到的风荷载,由局部承担.它们计算时所用风荷载体型系数不同。
5.11抗震设计时,为什么要进行0。
2V 0的调整?怎样调整?P44为发挥框架抵抗水平力的作用,总框架承受的最大层剪力宜在0.2~0。
4Vo 之间对总框架剪力V f 〈0.2 V 0的楼层,V f 取0。
2 V 0和1。
5 V f ,max 中的较小值。
5。
12什么是反弯点?弯距为零的点5.13总体信息中,周期折减系数的意义是什么?因为不考虑填充墙的刚度,实际刚度会大点,所以要折减5。
14 在高层建筑结构设计中,为什么要限制结构的层间位移和顶点位移?高层建筑P426.水平荷载作用下结构的内力分析需要注意的问题水平荷载作用下结构的内力计算主要包括总剪力墙、总框架、总连梁的内力计算和各片墙、各榀框架,各根连梁的内力计算。
6。
1如何计算在各类水平荷载作用下总剪力墙上任意一点发生的水平位移?如何进行水平位移验算,用哪个参数进行验算?P1346。
2如何计算在各类水平荷载作用下总剪力墙任意一点的内力(弯矩、剪力),总框架的内力(弯矩、剪力)?P1356.3在刚结计算体系中,什么是总框架的广义剪力?如何计算总连梁的分布约束弯矩?总框架的广义剪力等于总框架的总剪力加上总连梁的分布约束弯距。
节点核心区抗剪超限问题
梁柱节点核心区抗剪超限的应对对于高烈度区的框架结构,梁柱节点核心区抗剪超限一直是一个比较棘手的问题。
传统的设计中,为了核心区抗剪满足限值要求,一般采取的措施是加大梁柱截面、提高混凝土标号,这种做法虽然能解决柱节点核心区的抗剪超限问题,但往往是以损坏建筑物的使用效果,增加结构材料用量为代价的。
一、YJK与PKPM在计算节点核心区抗剪问题上的差异在实际工程中,用户往往会遇到YJK与PKPM在计算节点核心区抗剪结果差异的问题,比如此例,同一工程,两个软件在核心区计算结果上差异比较大,查看构件信息可知,两个软件在核心区剪力设计值限值的计算上存在差异。
YJK计算结果:PKPM计算结果:产生这一差异的主要原因是两款软件根据《混凝土规范》11.6.3计算核心区剪力设计值限值时对于正交梁对节点的约束影响系数的取值规则不同。
YJK在计算正交梁对节点的约束影响系数时,按照规范的要求只要柱X、Y两个方向中有一个方向的梁宽小于柱宽一半,则正交梁约束影响系数取为1,而PKPM的判断规则不同,PKPM判断时根据各侧梁宽和柱宽的关系分别决定正交梁对节点的约束影响系数,对于此例,PKPM在计算X向核心区抗剪时,正交梁约束系数取1.5。
所以PKPM结果中Vj=3610.34KN>节点核心区剪力限制3585.0KN,并未对此进行提示。
二、选择地震工况按全楼弹性板6计算可大量减少柱节点核心区抗剪超限从《混凝土规范》11.6.3可知:当梁柱材料、截面尺寸一定时,若想使框架梁柱节点核心区抗剪满足要求,唯一的方法是减小节点核心区剪力设计值Vj;从《混凝土规范》11.6.2可知:节点核心区剪力设计值Vj与节点处框架梁端地震作用弯矩值有关。
所以解决框架节点核心区抗剪超限问题的根本在于降低地震作用下节点位置处梁端的弯矩设计值。
结构计算时对于楼板较厚(如大于150mm时)的板可以将其设置为弹性板6(壳元)计算,这是梁板共同工作的计算模型,可使梁上荷载由板和梁共同承担,从而减少梁的受力和配筋。
【结构设计】专家答疑——结构设计节点核心区抗剪的超限问题
【结构设计】专家答疑——结构设计节点核⼼区抗剪的超限问题专家答疑——结构设计节点核⼼区抗剪的超限问题1概述影响框架梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒的因素很多,但主要因素是核⼼区截⾯有效验算宽度b j及正交梁的约束影响系数ηj(详见《抗震规范》附录D),⽽b j,ηj均与梁柱截⾯的宽度⽐值有关.在⾼层建筑的底部区域,由于框架柱截⾯⾯积较⼤,⽽当采⽤的框架梁截⾯宽度相对较⼩时,b j 和ηj数值均较⼩,节点核⼼区抗剪承载⼒可能存在不⾜,在结构边、⾓部位的梁柱节点核⼼区尤为明显,有时框架柱的边、⾓柱会出现节点抗剪箍筋远⼤于柱端箍筋计算值的情况.结构设计中应采取提⾼b j,ηj的有效措施.2提⾼梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒的有效途径提⾼框架梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒的途径很多(如提⾼节点区混凝⼟强度等级、加⼤节点区箍筋配置、增强框架梁对梁柱节点区的约束等),但最有效的还是加⼤框架梁对梁柱节点的约束,可直接加⼤框架梁的截⾯宽度或在框架梁的端部设置⽔平加腋(即在框架梁的宽度⽅向加腋).(1)当梁柱节点核⼼区的实际抗剪承载⼒与规范要求相差不多,且框架梁截⾯宽度略⼩于1/2框架柱的截⾯宽度时,可结合⼯程实际情况适当加⼤框架梁的截⾯宽度,以满⾜规范对框架梁柱节点核⼼区的抗剪承载⼒验算要求.采⽤此⽅法结构设计及施⼯简单,但框架梁全截⾯加⼤,结构费⽤增加较多,效率较低,结构设计的经济指标较差(见图1(a)).梁柱中线不能重合时,应考虑偏⼼对梁柱节点的不利影响,梁宽度不满⾜要求时,应采取加腋措施⾄满⾜《混凝⼟⾼规》第 6.1.3条的要求.(2)当梁柱节点核⼼区的实际抗剪承载⼒与规范要求相差较多,且框架梁截⾯宽度远⼩于1/2框架柱的截⾯宽度时,可结合⼯程实际情况,在框架梁端部设置⽔平加腋,以加⼤框架梁对梁柱节点的约束宽度,满⾜规范对框架梁柱节点核⼼区的抗剪承载⼒验算要求.采⽤此⽅法结构设计及施⼯复杂,但只是框架梁端部部分截⾯加⼤,结构费⽤增加较少,效率较⾼,结构设计的经济指标较好(见图1(b)).(3)当柱混凝⼟强度等级⽐梁的⾼较多,且梁柱节点核⼼区混凝⼟强度等级与梁板⼀致时,结构设计中也可根据⼯程具体情况,采取综合措施,整体加⼤梁柱节点区域,既能提⾼框架梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒,⼜可满⾜节点区采⽤低强度等级混凝⼟的验算问题(见图1(c)).(4)提⾼梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒的上述⽅法,适合于抗震等级为⼀、⼆、三级的各类框架的梁柱节点,即框架结构、框架-剪⼒墙结构、框架-核⼼筒结构等的梁柱节点.3梁、柱混凝⼟强度等级不同时的节点处理3.1当梁、柱混凝⼟强度等级差不超过两级(混凝⼟规范表4.1.4中的两个强度等级差)时,梁、柱节点可按梁的混凝⼟强度等级施⼯.3.2当梁、柱混凝⼟强度等级差超过两级时,可优先考虑梁、柱混凝⼟分开浇筑的可能性(图2).采⽤此⽅法,梁、柱节点区混凝⼟符合设计要求,实现设计意图所花费的结构费⽤最⼩.但应注意,采⽤图2所⽰的施⼯⽅法时,对施⼯条件及组织管理能⼒的要求较⾼.在⼤、中城市普遍采⽤商品混凝⼟(许多⼤、中城市已限制⾃拌混凝⼟的使⽤),梁、柱节点核⼼区少量的⾼强度等级混凝⼟与⼤量的较低强度等级的梁、板混凝⼟同时浇筑,混凝⼟运输(对不同等级混凝⼟需分批运输)、施⼯组织(对梁、柱节点,梁、板混凝⼟同时浇筑)、施⼯质量控制(不同等级混凝⼟的浇筑时间控制,避免不同强度等级混凝⼟之间形成施⼯缝,确保不同等级混凝⼟振捣密实)等⽅⾯难度较⼤(⼀般情况下,施⼯单位阻⼒很⼤).因此,⽅案确定之前,应与施⼯单位密切配合,对⼯程施⼯的具体情况应有⼤致了解.采⽤图2⽅法时,节点区混凝⼟与梁、板混凝⼟应同时浇筑(指混凝⼟的浇筑间歇不应超过混凝⼟的终凝时间),并应适当扩⼤节点区混凝⼟的范围.否则,由于商品混凝⼟的坍落度很⼤,只浇筑节点区⾼强度混凝⼟⽽不同时浇筑梁、板混凝⼟时,⽀模困难.⽽采⽤钢丝⽹隔离措施,既不能确保节点区混凝⼟浇捣密实,还容易造成钢丝⽹内混凝⼟中⽔泥浆的流失,梁端混凝⼟的质量难以保证.当采⽤商品混凝⼟且施⼯确有困难时,不宜采⽤图2的节点处理⽅法.3.3当梁、柱混凝⼟强度等级差超过两级且⽆法采⽤图2的节点混凝⼟处理⽅法时,可采⽤图3的做法,加⼤节点核⼼区混凝⼟的⾯积(节点核⼼区的⾼度取该节点周围各梁的最⾼点⾄最低点之间的距离),配置附加纵筋及附加箍筋,形成节点区约束混凝⼟.结构设计中可按式(1)确定梁、柱节点区约束混凝⼟的强度等级,并适当留有余地.式中:f c’为节点区混凝⼟轴⼼抗压强度设计值;A 为节点区约束混凝⼟截⾯⾯积(平⾯⾯积),按图3计算;A c为节点区上部混凝⼟柱的截⾯⾯积;f cc为节点上部柱混凝⼟轴⼼抗压强度设计值.(1)当采⽤图3(a)所⽰做法时,节点区约束混凝⼟的⾯积不⼩于柱截⾯⾯积的2倍,相应地,节点区混凝⼟的强度等级可降低4级.(2)柱混凝⼟强度等级⼀般不宜⾼于C60;节点区混凝⼟的强度等级应不低于现浇梁、板的混凝⼟强度等级,其与柱混凝⼟的强度等级差不应⼤于4级(如:柱采⽤C60混凝⼟时,节点区混凝⼟不应低于C40;柱采⽤C50混凝⼟时,节点区混凝⼟不应低于C30).(3)节点区混凝⼟强度等级与上柱相⽐降低较多(依据节点受约束情况及柱轴压⽐⼤⼩等因素确定)时,还应进⾏节点区混凝⼟局部承压验算[4].(4)国内外相关资料对梁、柱节点混凝⼟提出各种计算公式[3],但可操作性不强.实际⼯程中以采取构造措施为宜.4结论(1)提⾼梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒的⽅法很多,应⾸先考虑采⽤符合⼯程实际情况且便于施⼯的有效⽅法,⼀般以采取构造措施为宜.(2)实际⼯程中,结合对梁、柱混凝⼟强度等级不同时的节点区处理要求采取适当加⼤节点区约束混凝⼟的办法,可同时提⾼梁柱节点核⼼区抗剪承载⼒及提⾼节点区混凝⼟轴⼼抗压承载⼒.(3)影响梁柱节点承载⼒的因素很多,采⽤适当加⼤节点区约束混凝⼟的⽅法时应适当留有余地.。
【结构设计】专家答疑——结构设计节点核心区抗剪的超限问题
专家答疑——结构设计节点核心区抗剪的超限问题1概述影响框架梁柱节点核心区抗剪承载力的因素很多,但主要因素是核心区截面有效验算宽度b j及正交梁的约束影响系数ηj(详见《抗震规范》附录D),而b j,ηj均与梁柱截面的宽度比值有关.在高层建筑的底部区域,由于框架柱截面面积较大,而当采用的框架梁截面宽度相对较小时,b j 和ηj数值均较小,节点核心区抗剪承载力可能存在不足,在结构边、角部位的梁柱节点核心区尤为明显,有时框架柱的边、角柱会出现节点抗剪箍筋远大于柱端箍筋计算值的情况.结构设计中应采取提高b j,ηj的有效措施.2提高梁柱节点核心区抗剪承载力的有效途径提高框架梁柱节点核心区抗剪承载力的途径很多(如提高节点区混凝土强度等级、加大节点区箍筋配置、增强框架梁对梁柱节点区的约束等),但最有效的还是加大框架梁对梁柱节点的约束,可直接加大框架梁的截面宽度或在框架梁的端部设置水平加腋(即在框架梁的宽度方向加腋).(1)当梁柱节点核心区的实际抗剪承载力与规范要求相差不多,且框架梁截面宽度略小于1/2框架柱的截面宽度时,可结合工程实际情况适当加大框架梁的截面宽度,以满足规范对框架梁柱节点核心区的抗剪承载力验算要求.采用此方法结构设计及施工简单,但框架梁全截面加大,结构费用增加较多,效率较低,结构设计的经济指标较差(见图1(a)).梁柱中线不能重合时,应考虑偏心对梁柱节点的不利影响,梁宽度不满足要求时,应采取加腋措施至满足《混凝土高规》第 6.1.3条的要求.(2)当梁柱节点核心区的实际抗剪承载力与规范要求相差较多,且框架梁截面宽度远小于1/2框架柱的截面宽度时,可结合工程实际情况,在框架梁端部设置水平加腋,以加大框架梁对梁柱节点的约束宽度,满足规范对框架梁柱节点核心区的抗剪承载力验算要求.采用此方法结构设计及施工复杂,但只是框架梁端部部分截面加大,结构费用增加较少,效率较高,结构设计的经济指标较好(见图1(b)).(3)当柱混凝土强度等级比梁的高较多,且梁柱节点核心区混凝土强度等级与梁板一致时,结构设计中也可根据工程具体情况,采取综合措施,整体加大梁柱节点区域,既能提高框架梁柱节点核心区抗剪承载力,又可满足节点区采用低强度等级混凝土的验算问题(见图1(c)).(4)提高梁柱节点核心区抗剪承载力的上述方法,适合于抗震等级为一、二、三级的各类框架的梁柱节点,即框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构等的梁柱节点.3梁、柱混凝土强度等级不同时的节点处理3.1当梁、柱混凝土强度等级差不超过两级(混凝土规范表4.1.4中的两个强度等级差)时,梁、柱节点可按梁的混凝土强度等级施工.3.2当梁、柱混凝土强度等级差超过两级时,可优先考虑梁、柱混凝土分开浇筑的可能性(图2).采用此方法,梁、柱节点区混凝土符合设计要求,实现设计意图所花费的结构费用最小.但应注意,采用图2所示的施工方法时,对施工条件及组织管理能力的要求较高.在大、中城市普遍采用商品混凝土(许多大、中城市已限制自拌混凝土的使用),梁、柱节点核心区少量的高强度等级混凝土与大量的较低强度等级的梁、板混凝土同时浇筑,混凝土运输(对不同等级混凝土需分批运输)、施工组织(对梁、柱节点,梁、板混凝土同时浇筑)、施工质量控制(不同等级混凝土的浇筑时间控制,避免不同强度等级混凝土之间形成施工缝,确保不同等级混凝土振捣密实)等方面难度较大(一般情况下,施工单位阻力很大).因此,方案确定之前,应与施工单位密切配合,对工程施工的具体情况应有大致了解.采用图2方法时,节点区混凝土与梁、板混凝土应同时浇筑(指混凝土的浇筑间歇不应超过混凝土的终凝时间),并应适当扩大节点区混凝土的范围.否则,由于商品混凝土的坍落度很大,只浇筑节点区高强度混凝土而不同时浇筑梁、板混凝土时,支模困难.而采用钢丝网隔离措施,既不能确保节点区混凝土浇捣密实,还容易造成钢丝网内混凝土中水泥浆的流失,梁端混凝土的质量难以保证.当采用商品混凝土且施工确有困难时,不宜采用图2的节点处理方法.3.3当梁、柱混凝土强度等级差超过两级且无法采用图2的节点混凝土处理方法时,可采用图3的做法,加大节点核心区混凝土的面积(节点核心区的高度取该节点周围各梁的最高点至最低点之间的距离),配置附加纵筋及附加箍筋,形成节点区约束混凝土.结构设计中可按式(1)确定梁、柱节点区约束混凝土的强度等级,并适当留有余地.式中:f c’为节点区混凝土轴心抗压强度设计值;A 为节点区约束混凝土截面面积(平面面积),按图3计算;A c为节点区上部混凝土柱的截面面积;f cc为节点上部柱混凝土轴心抗压强度设计值.(1)当采用图3(a)所示做法时,节点区约束混凝土的面积不小于柱截面面积的2倍,相应地,节点区混凝土的强度等级可降低4级.(2)柱混凝土强度等级一般不宜高于C60;节点区混凝土的强度等级应不低于现浇梁、板的混凝土强度等级,其与柱混凝土的强度等级差不应大于4级(如:柱采用C60混凝土时,节点区混凝土不应低于C40;柱采用C50混凝土时,节点区混凝土不应低于C30).(3)节点区混凝土强度等级与上柱相比降低较多(依据节点受约束情况及柱轴压比大小等因素确定)时,还应进行节点区混凝土局部承压验算[4].(4)国内外相关资料对梁、柱节点混凝土提出各种计算公式[3],但可操作性不强.实际工程中以采取构造措施为宜.4结论(1)提高梁柱节点核心区抗剪承载力的方法很多,应首先考虑采用符合工程实际情况且便于施工的有效方法,一般以采取构造措施为宜.(2)实际工程中,结合对梁、柱混凝土强度等级不同时的节点区处理要求采取适当加大节点区约束混凝土的办法,可同时提高梁柱节点核心区抗剪承载力及提高节点区混凝土轴心抗压承载力.(3)影响梁柱节点承载力的因素很多,采用适当加大节点区约束混凝土的方法时应适当留有余地.。
砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施
砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施【摘要】强节点弱构件是建筑抗震设计的基本原则之一,保证砼梁柱节点安全至关重要。
在建筑结构设计工作中,特别是在抗震设防高烈度地区,砼框架结构常常会出现梁柱节点域抗剪超限问题。
本文通过对梁柱节点域抗剪计算理论、公式的分析,结合实际工作经验,总结了一些相应处理措施。
【关键词】砼梁柱节点域;抗剪超限【中图分类号】TU31【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)12-0048-02《建筑抗震设计规范》GB5011-2010中明确规定,一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算;四级框架节点核芯区可不进行抗震验算,但应符合抗震构造措施的要求。
在地震往复作用下,砼主拉应力引起梁柱节点区的抗剪破坏。
梁柱节点区出现多条交叉裂缝,砼被压碎,柱纵筋被压屈。
其破坏形式属于脆性破坏,应严格避免。
1.梁柱节点核心区截面抗震验算公式一、二、三级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值,计算公式如下,2.框架结构梁柱节点抗剪承载力的影响因素由上述公式可以发现,其主要影响因素是梁柱节点核芯区截面尺寸以及梁对柱的约束条件等。
2.1 梁板对节点的约束影响梁板对柱节点具有约束作用,能提高节点区砼的抗剪能力。
四边有梁的中柱可以受到有效的约束。
而三边有梁的边柱和二边有梁的角柱,其梁对柱的约束作用并不明显。
2.2 轴向压力的影响当轴向压力较小时,节点区砼的抗剪强度随着轴压力的增加而增加。
但当轴压比较大时(一般为0.6~0.8),节点区砼的抗剪强度反而随轴压力的增加而下降。
2.3 剪压比的影响砼梁柱节点区砼与钢筋是共同工作的,通过限制节点水平截面上的剪压比来实现节点破坏时钢筋先屈服、砼后破坏。
当剪压比较大时,增加箍筋的作用不再明显,此时就需要增加节点水平截面的尺寸。
2.4 梁纵筋滑移的影响对于中柱节点,由于地震的往复作用会使梁纵筋在节点处的粘结锚固迅速破坏,梁纵筋产生滑移,使节点区抗剪承载力降低,同时也会使节点的刚度和延性显著降低。
土木工程毕业答辩问题及参考答案
毕业设计思考题2结构方案和初选截面尺寸2.1何为结构体系?高层建筑结构体系大致有哪几类?选定结构体系主要考虑的因素有哪些?(P4~ P5)使用要求、建筑高度、材料用量、抗震要求2.2高层建筑结构总体布置的原则是什么?框剪结构体系A级高度的最大高宽比在设防烈度为6、7、8度时为多少?(5、4)按弹性方法计算时楼层层间最大位移与层高之比的限值对框剪结构应为多少?(1/800)(P6P7)2.3高层建筑结构平面布置、竖向布置的一般原则是什么?(P6)平面:简单、规则、对称、减少偏心2.4如何进行柱网布置?(P7)2.5柱的间距、梁的跨度、板的跨度之间有何关系?(P7~ P8)2.6框剪结构中剪力墙布置的基本原则是什么?(P8)2.7何为壁率?初定剪力墙的数量时剪力墙的壁率应取多少?底层结构构件截面积与楼面面积之比应取多少?(P9)2.8剪力墙的刚度过大或过小时采用的调整方法有哪些?(P9)2.9结构受力构件编号时"abc-d"中各符号含义是什么?(P10)a为楼层号b为构件代号c为构件编号d为梁的跨次或剪力墙墙肢序号2.10如何初估楼板厚度?顶层楼板、地下室顶板厚度有何要求?为什么?(P11)2.11如何初定梁的截面尺寸?(P12)2.12如何初定柱的截面尺寸?(P12)2.13框剪结构中的剪力墙除满足剪力墙结构的要求外还应满足什么要求?(P13)注:各题后括号内表示《高层建筑框架-剪力墙结构设计》一书的页码该页码内有相关问题的参考答案3 楼板结构设计3.1何谓单向板及双向板?长边/短边≥3时作用于板上荷载q主要由短向板带承受长向板带分配的荷载很小课忽略不计荷载由短向板带承受的四边支承板称为单向板长向板/短向板3时作用于板上的荷载q虽仍然主要由短向板带承受但长向板带所分配的荷载虽小却不能忽略不计荷载由两个方向板带共同重的承受的四边支承板成为双向板3.2单向板、双向板板厚如何确定?梁的截面尺寸如何估算?根据什么确定?单向板的经济跨度一般为2~3m;次梁的经济跨度一般4~6m;主梁的经济跨度一般为5~8m 板h=(1/30~1/40)l1;次梁:(1/12~1/18)l2;主梁:(1/8~1/14)l3l1l2l3---分别为次梁间距主梁间距和柱与柱或柱与墙之间的间距双向板厚度一般不作刚度验算时板的最小厚度h=(1/40~1/50)lox(lox为双向板的短向计算跨度)切应满足h≥80mm双重井式楼盖的梁一般为等截面梁满足刚度要求的梁高可取h=(1/16~1/18)lo梁宽可取b=(1/3~1/4)hlo为建筑平面的短边长度3.3在现浇肋形楼盖中如何确定单向板、双向板、非框架梁的计算简图?根据板的短边边长、支座类型荷载组合3.4什么情况下可采用等效均布荷载?两边铰支静力手册里可以查到的都可以采用均布荷载3.5计算梁、板内力用什么方法?弹性理论分析方法塑性理论分析方法3.6绘出单跨简支梁在均布荷载或跨中集中力作用下的弯矩图、剪力图?不懂就算啦3.7绘出悬臂板在均布荷载作用下内力图及配筋图?3.8试述弯矩分配法的计算步骤?弯矩分配系数如何计算?求出固端弯距再相加出不平衡弯距用不平衡弯距乘与弯距分配系数分配系数就是用各个杆件的刚度系数除与总的刚度系数之和3.9为什么用弹性法计算双向板跨中弯矩时要考虑泊松比?而计算支座弯矩时不考虑?对于查表所求得系数求得的跨内截面弯距值要考虑双向弯曲对两个方向板带弯距值的相互影响因此要考虑泊松比对于支座截面弯距值由于另一个方向板带弯距等于零故不存在两个方向板带弯距的影响问题3.10板和梁的保护层厚度多少?怎样确定?见混凝土结构设计原理P348根据混凝土强度确定3.11受弯构件有哪两种主要破坏形态?正截面破坏和斜截面破坏3.12梁正截面有哪几种破坏形式?有何区别?少筋破坏适筋破坏超筋破坏少筋破坏和超筋破坏都是脆性破坏后果严重破坏前不征兆材料得不到充分利用3.13受弯构件斜截面有哪几种主要破坏形态?斜拉破坏λ3;剪压破坏(1λ≤3);斜压破坏(λ≤1)混凝土结构设计原理P1213.14板的受力钢筋和分布钢筋应满足哪些构造要求?混凝土结构设计原理P973.15单向板内分布钢筋的作用有哪些?同上3.16为什么板一般不配箍筋请分析板类构件通常承受的荷载不大剪力较小因此一般不必进行斜截面承载力的计算也不配箍筋和弯起钢筋混凝土简支板或连续板由于跨高比较大即结构设计由弯距控制应按弯距计算纵向钢筋用量因此板一般不必进行受剪承载力计算3.17连续梁、板支座负钢筋截断的根据是什么?如何确定梁、板的负钢筋切断长度?根据材料抗力包络图连续梁的切断点见混凝土结构设计原理P134表5-4及混凝土结构设计P31单向板的负弯距钢筋切断点和次梁边距离为ln/3和主梁距离为ln/4(ln梁间内边线最短距离);双向板的负弯距钢筋切断点和次梁边距离为lox/4 和主梁边距离为lox/7(lox为板短向计算跨度)3.18连续板边支座看作简支是否存在弯矩?如何处理?对梁有何影响?存在连续板再支座负弯距作用下截面上部受拉下部受压形成内拱板周边的梁能够约束"拱"的支座侧移即能提供可靠的水平推力则再板中形成具有一定矢高的内拱3.19为什么板边支座可作简支边?简支板为什么要设板面构造负钢筋?整体矢式梁板结构中当板、次梁、及主梁支承于砖柱或墙体上时结构之间均可视为铰支座砖柱、墙对他们的嵌固作用较小可在构造设计中予以考虑整体式梁板结构中板、梁和柱是整体浇筑在一起的板支承于次梁次梁支承于主梁主梁支承于柱因此次梁对于板将有一定的约束作用上述约束作用在结构分析时必须予以考虑因此要构造配筋、3.20天面板飘板板角为什么要配置放射钢筋?避免因温度引发的应力集中导致的裂缝3.21设计屋面天沟板应如何配筋?双向双层一般如果可以按悬挑板计算配筋的话你要考虑天沟自重包括外侧挡板的集中力同时要考虑天沟满水或1/2满水的荷载(这看天沟具体使用情况)还要加上施工检修荷载规范上有相应规定的《高层建筑框架》P173.22如果要求板开孔洞结构如何处理?圆孔直径D或方洞b小于300mm时板受力筋可绕国孔洞边不需切断;300~1000mm且无集中荷载时应在孔洞内每侧配置面积不少于孔洞宽度内被切断的受力筋的一半且不少于2根12的附加钢筋;b300且洞边有集中荷载或D1000mm时应在洞边设边梁《高层建筑框架》P163.23次梁是否需要加密箍?为什么?不用因为次梁在支座处只承受了支座负弯距冲切承载力由主梁承担了3.24梁内受力钢筋和纵向构造钢筋应满足哪些构造要求?混凝土结构设计原理P97、983.25梁中架立筋有什么作用?为什么要设腰筋?箍筋有何作用?固定箍筋与钢筋连成骨架也可承受一定压力腰筋可用于抗扭加强梁构件混凝土抗收缩及抗温度变形的能力箍筋可用于固定纵筋抗剪和抗扭3.26底筋4φ22放在b200?的梁内一排放得下吗?放不下纵向钢筋最小间距式503.27次梁与主梁相交处应设置什么钢筋?为什么?吊筋承受来作用在主梁上的集中荷载3.28楼梯平台梁如何支承?一般支承于楼梯间侧承重墙上没墙加柱子《高层建筑框架》P223.29墙下不设次梁如何处理?如果是首层就作成地鼓不是首层就不知道拉板很小的时候就不用的直接传力到两边梁上3.30试绘出板式楼梯的计算简图?楼梯梯段板有何内力?如何配筋? 混凝土结构设计P83~863.31请绘出折板式楼梯的配筋图?为什么?看楼梯大样图E型《高层建筑框架》P22不知道为什么3.32计算楼梯时扶手荷载如何处理?当集中荷载处理3.33如何考虑楼梯扶手和阳台栏杆压顶配筋?房屋建筑学P1923.34梯间小柱的位置?平台梁下面3.35计算楼梯内力时弯矩有时用(1/8)ql2而有些用(1/10)ql2请分析原因?混凝土结构设计P85、P864 结构计算简图及刚度计算参数4.1 在用近似法计算高层框架-剪力墙时引入了哪些假定将空间结构简化为平面结构?P27(1)一榀框架或一片墙可以抵抗自身平面内的水平力而在平面外的刚度很小可以忽略(2)各片平面抗侧力结构之间通过楼板互相联系协同工作4.2在普通高层建筑中结构布置的基本原则是什么?P27均匀、对称、规则当水平力的合力通过结构抗侧移刚度中心时可不计扭转影响即各层楼板只平移不转动4.3 框架-剪力墙结构在水平荷载作用下其变形曲线是何种类型?P27框架以剪切型变形为主剪力墙以弯曲型变形为主在水平荷载作用下框架的侧移曲线为型剪力墙结构的侧移曲线为型;两种结构共同工作时的侧移曲线为型4.4 剪力墙每一侧的有效翼缘的宽度如何确定?P27每一侧有效翼缘的宽度可取翼缘厚度的6倍、墙间距的一半和总高度的1/20中的最小值且不大于墙至洞口边缘的距离4.5 框架-剪力墙结构的计算简图可简化为哪两种体系?如何区分这两种体系?P28框架以剪切型变形为主剪力墙以弯曲型变形为主在计算简图中可简化为铰结体系和刚结体系两种铰结体系中框架和剪力墙之间通过楼板联系或虽有连梁但刚度很小对墙的约束很弱在计算简图中墙与框架的联系可简化为铰结连杆刚结体系中连梁对墙柱都产生约束作用但对柱的约束作用将反映在柱的D值中因而在计算简图中连梁与墙相连端处理成刚结与框架端为铰结4.6 对有地下室的高层建筑其主体结构的计算高度如何确定?P29在计算简图中选地下室顶板作为主体结构高度的起始点4.7 剪力墙如何进行分类?根据什么条件来判别其类型?P29根据洞口大小和截面应力分布特点剪力墙可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙及壁式框架用这两个条件来判别是整体系数越大剪力墙的整体性越好;是判明各墙肢在层间出现反弯点多少的条件越大出现反弯点的层数就越多4.8 壁式框架与普通框架有何不同?总框架抗推刚度Cf是否包含壁式框架的抗推刚度?用D值法计算水平荷载作用下壁式框架内力时与一般框架的区别主要有两点:其一是梁柱杆端均有刚域从而使杆件的刚度增大;其二是梁柱截面高度较大需考虑杆件剪切变形的影响包含4.9 什么是刚度特征值λ?它对内力分配、侧移变形有什么影响?刚度特征值λ是框架抗推刚度(或广义抗推刚度)与剪力墙抗弯刚度的比值它集中反映了结构的变形状态及受力状态刚度特征值λ对框架---剪力墙结构体系的影响:当λ=0时即为纯剪力墙结构;当λ值较小时框架抗推刚度很小;随着λ值的增大剪力墙抗弯刚度减小;当λ=∞时即为纯框架结构λ值对框架-剪力墙结构受力、变形性能影响很大4.10 框架-剪力墙结构λ值的正常范围是什么?λ值不满足要求时对结构如何进行调整?以剪力墙为主为弯曲型变形;以框架为主为剪切型变形;1~6之间为弯剪型变形55.1结构计算发现建筑物存在较大的扭转效应应如何处理?加强角柱刚度和边梁刚度外刚内柔5.2设计时未布置剪力墙在施工过程中为了结构安全自行增加了若干剪力墙是否妥当?不妥当设计时未计算添加说明已经满足安全要求自行添加若干剪力墙会使结构的刚度过大加大了地震作用效应而且也不经济5.3在水平荷载作用下框架结构内力分析采用什么方法?P42 在近似法中采用了连续化方法将各层总连梁离散为沿楼层高度均匀的连续连杆5.4反弯点法与D值法有什么不同?反弯点高度不同:反弯点法:水平荷载作用下上层柱的反弯点在柱的中心底层柱反弯点距柱底端为2/3层高处D值法计算基本假定:反弯点法:(1)梁的线刚度与柱线刚度之比大于3时可认为梁刚度无限大;(2)梁、柱轴象变形均可忽略不计D值法:(1)水平荷载作用下框架结构同层各结点转角相等;(2)梁、柱轴向变形均忽略不计反弯点高度取决于荷载形式、梁柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号5.5计算连梁时是否需要考虑翼缘影响?不考虑5.6水平荷载作用下框架和剪力墙的变形特点有什么不同?P275.7风荷载计算需考虑哪些因素?高度、体型、地区5.8框架内力分析中分层法的前提条件是什么?(1)梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱产生内力在其他层梁上及柱上产生的内力可忽略不计;(2)竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可以忽略不计.5.9重力荷载代表值是如何确定的?P375.9规程对高层建筑结构的层间水平位移做出了限值?其目的是什么?如果高层建筑结构的层间水平位移太小是否合适为什么?P7表2-31/800防止过大导致建筑物倒塌太小:说明结构的整体刚度太大加大了地震作用效应而且也不经济5.10风荷载计算中分整体风荷载计算和局部风荷载计算其目的是什么?整体风荷载是指整个建筑所受到的风荷载由整体承担而局部风荷载是局部面积建筑所受到的风荷载由局部承担它们计算时所用风荷载体型系数不同5.11抗震设计时为什么要进行0.2V0的调整?怎样调整?P44为发挥框架抵抗水平力的作用总框架承受的最大层剪力宜在0.2~0.4Vo之间对总框架剪力Vf 0.2 V0的楼层Vf 取0.2 V0和1.5 Vf中的较小值5.12什么是反弯点?弯距为零的点5.13总体信息中周期折减系数的意义是什么?因为不考虑填充墙的刚度实际刚度会大点所以要折减5.14 在高层建筑结构设计中为什么要限制结构的层间位移和顶点位移?高层建筑P426.水平荷载作用下结构的内力分析需要注意的问题水平荷载作用下结构的内力计算主要包括总剪力墙、总框架、总连梁的内力计算和各片墙、各榀框架各根连梁的内力计算6.1如何计算在各类水平荷载作用下总剪力墙上任意一点发生的水平位移?如何进行水平位移验算用哪个参数进行验算?P1346.2如何计算在各类水平荷载作用下总剪力墙任意一点的内力(弯矩、剪力)总框架的内力(弯矩、剪力)?P1356.3在刚结计算体系中什么是总框架的广义剪力?如何计算总连梁的分布约束弯矩?总框架的广义剪力等于总框架的总剪力加上总连梁的分布约束弯距总连梁的分布约束弯距:Cb为连梁的平均约束弯距的等效剪切刚度Cf为总框架抗推刚度6.4用公式(6-2)-(6-4)算出的剪力在什么体系中是总剪力墙的总剪力?但在什么体系中就不是总剪力墙的总剪力而是总剪力墙的总剪力与总连梁分布约束弯矩的代数和?这两个体系中总弯矩是否相同?铰接计算体系刚度体系中的不是总剪力墙的总剪力而是总剪力墙的总剪力与总连梁分布约束弯矩的代数和不同刚度特征值λ6.5在刚结体系内力计算中λ应该用考虑什么折减后的计算值刚度折减折减系数不小于0.56.6什么时候调整Vf?怎样调整Vf 对总框架剪力Vf 0.2 V0的楼层Vf 取0.2 V0和1.5 Vf中的较小值6.7如何计算各根连梁的第i个刚结端的分布约束弯矩?如何计算连梁第i个刚结端的约束弯矩?各根连梁的第i个刚结端的分布约束弯矩可由总连梁的分布约束弯距按下式求出:式(6-12) 连梁第i个刚结端的约束弯矩可由连梁杆端分布弯距与层高相乘得到式(6-13)6.8在求各根连梁内力时应注意剪力墙轴线处约束弯矩M12和剪力墙墙边处连梁杆端弯矩Mb12这两个概念的不同如何计算这两个不同的弯矩?剪力墙轴线处约束弯矩M12 式(6-13)剪力墙墙边处连梁杆端弯矩式(6-14)6.9在求出总剪力墙在各楼层处的内力(弯矩、剪力)后如何求各片剪力墙在各楼层处的内力(弯距剪力)?不管是铰接体系还是刚接体系均应按照各片剪力墙的等效抗弯刚度进行再分配6.10在求出MWijVWij后对于整截面剪力墙和小开口整体剪力墙还应怎样考虑连梁?P46对第i片剪力墙在第j层楼盖上、下方的剪力墙截面弯距分别加上或减去剪力墙墙边处连梁杆端弯矩的一半6.11对于联肢剪力墙求出MWijVWij后还需进一步求出什么?P47根据墙顶和墙底的弯距和剪力等效的原则求得其"相当荷载"据此求出联肢墙的每个墙肢和连梁的内力6.12 D值法又称改进的反弯点法主要在什么地方进行改进?如何用D值法计算各榀框架的内力?P47D值法中:反弯点高度取决于荷载形式、梁柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号按照各柱的D值进行分配可以得到各柱在各楼层处剪力(通常是近似该柱上下端两层楼板标高处剪力的平均值作为该柱该层的剪力)然后确定出普通框架柱和壁式框架柱的反弯点高度便可以计算柱端弯距再根据结点平衡条件可求出梁端弯距进而求出框架梁的剪力和柱的轴力6.13 在D值法中如何确定反弯点位置?y0y1y2y3 分别代表什么意义如何计算这四个参数?反弯点高度:-标准反弯点高度由《高层建筑结构设计》中表4.2、4.3查取上下层梁刚度不等时的修正值由表4.4查取、上下层层高不等时的修正值由表4.5查取反弯点高度取决于荷载形式、梁柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号当反弯点高度(时反弯点在本层;当时本层无反弯点反弯点在本楼层之上当时反弯点在本层之下6.14在用Excel表(表13-17至表13-36)计算内力时须特别注意公式当中每个参数的含义;并且当中许多公式都要根据实际情况进行修改P42-476.15在计算柱轴力和梁端弯矩(表13-37)时须注意正负符号P42-476.16地震荷载是和风荷载分别是按怎样的分布作用在结构上的?水平地震作用地震荷载:倒三角形分布、顶点集中荷载风荷载:倒三角形分布、均布荷载、顶点集中荷载7 竖向荷载作用下结构的内力分析7.1 高层建筑在竖向荷载作用下一般要不要考虑荷载的最不利布置?为什么?P48 活荷载一般情况都不大(1.5~2.0)仅占全部竖向荷载的10%~15%计算时可不考虑荷载的最不利布置也不考虑活荷载的折减7.2 计算竖向荷载作用下框-剪结构内力时各荷载是取标准值还是取设计值?为什么?P48 标准值以便于各种工况下的荷载效应组合7.3 计算竖向荷载作用下框架结构的内力有哪些方法?力距分配法、分层法7.4 为什么计算竖向荷载作用下框架结构的内力可以采用分层法?分层法是力矩分配法的进一步简化其计算过程跟力矩分配一样7.5 试简述用力矩分配法计算单层框架结构的计算过程P49求出结点的固端弯距计算分配系数然后力矩分配和传递7.6 请画出用分层法计算框架结构的计算简图P497.7 请指出分层法计算框架时为什么除底层柱之外其他层柱的线刚度乘上0.9传递系数用1/37.8用分层法计算框架结构时分层计算所得的杆端弯矩就是最后弯矩吗?为什么? 梁端弯距是最终弯距柱端的最终弯距则需要由上、下两层所得的同一柱端弯距叠加而成7.9 如何由梁端弯矩计算梁端剪力?计算各跨梁端剪力时可将梁看作简支梁求出梁在梁端弯矩和该跨梁上的恒载作用下的支座反力即为梁端剪力7.10 如何计算竖向荷载作用下框架柱的轴力?各柱上端轴力由横向框架梁端剪力、纵向框架梁端支反力(按简支梁计算)与上层柱传来的轴力相加而得;各柱下端轴力为上端轴力加本层柱自重7.11 如何计算框-剪结构中作用在剪力墙部分的竖向荷载?P501按负荷面积计算各层楼板及墙重垂直的梁传递的荷载(2)剪力墙左右端连梁通过与剪力墙相连端传递的荷载(3)剪力墙的自重(扣除门洞部分重)7.12 画出框-剪结构在竖向荷载作用下剪力墙的计算简图P1587.13 如何计算框-剪结构中剪力墙部分的内力?恒载作用下剪力墙的轴力有以下几部分:(1)墙肢自重;(2)墙肢两侧由楼板传来的三角形荷载;(3)纵向梁传来的集中荷载剪力墙所承受的弯矩由两部分组成一是连梁与剪力墙相连处作用于剪力墙的弯距;另一是各恒载和剪力墙的剪力向剪力墙形心处平移所得弯距7.14 如何计算连梁在竖向荷载作用下的内力? 跟主梁的计算方法相同7.15如何计算壁式框架在竖向荷载作用下的内力?7.16 试画出壁式框架在竖向荷载作用下的计算简图8 荷载效应及内力组合8.1什么是荷载效应?什么是荷载效应组合?荷载效应是指在某种荷载作用下结构的内力或位移荷载效应组合是指通常在各种不同荷载作用下分别进行结构分析得到内力和位移后再用分项系数与组合系数加以组合8.2在结构设计时为什么要进行荷载效应组合?高层建筑P39由于各类荷载性质的不同它们出现的频率以及对结构的作用也不尽相同需考虑它们的组合作用组合的依据是根据实际出现的情况用概率统计的方式进行8.3非抗震设计与抗震设计相比荷载效应组合的公式有何不同?P52有地震作用的效应组合除了计算重力荷载代表值的效应还要考虑水平、竖向地震作用下的效用重力荷载代表值的计算也不同8.4有地震作用效应组合时公式中的SGE含义是什么?重力荷载代表值的效应=恒载+活荷载*(50%+80%)8.5荷载分项系数的取值跟哪些因素有关?P52恒荷载:当效应对结构不利时对可变荷载取1.2永久荷载取1.35;当对结构有利时应取1.0活荷载:1.48.6进行构件截面设计时构件的控制截面应如何选取?通常是内力最大的截面但不同内力并一定在同一截面达到最大值一个构件可能同时有几个控制截面P54表8-28.7什么是截面的最不利内力?结构在截面产生的最危险内力8.8框-剪结构中梁、柱、剪力墙在考虑地震作用的情况下内力组合通常有哪几种?P54表8-28.10框-剪结构中梁、柱、剪力墙需要考虑的最不利内力有哪些?P54表8-28.11在框架梁的设计中对于竖向荷载作用下的梁的内力可以进行塑性调幅什么是塑性调幅?为什么要进行塑性调幅?怎样进行塑性调幅?塑性调幅是对梁端支座乘以调幅系数弹性计算时框架构造梁的端弯距较大配筋较多给施工带来困难;另一方面超静定钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质所以对竖向荷载作用下带来梁端弯距在与水平荷载作用下的内力组合之前需要进行内力调整既塑性调幅为了获得梁(含连梁)、柱杆端截面的弯矩和剪力需要将计算的节点内力值换算为支座边缘的内力标准值(q为作用在梁上的均布荷载)在内力组合前对竖向荷载作用下梁支座边缘处的弯矩需乘以弯矩调幅系数(本设计取0.8)跨中弯矩乘1.19 截面设计和结构构造9.1 结构抗震设计的原则是什么?什么是"三个水准"、"二阶段设计"?结构抗震设计p15三水准:小震不坏中震可修大震不倒二阶段设计:第一阶段:针对所有进行抗震设计的高层建筑应进行小震作用的抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计以到达三水准要求第二阶段:针对甲级建筑和特别不规则的结构用大震作用进行结构易损部位(薄弱层)的塑性变形验算9.2 如何实现"三个水准"的设防目标?采用二阶段设计实现;一、承载力验算(弹性计算)二、弹塑性变形验算并采取相应的抗震构造措施以实现第三水准的抗震设防要求9.3 本设计如何实现第三水准的设防要求? 加强结构的薄弱部位采取相应的抗震构造措施如剪力墙的底部加强(底部加强部位高度取值构造配筋)9.4 结构重要性系数和承载力抗震调整系数的意义是什么?。
加固计算书
梁柱节点承载力计算书选 6/C 轴节点最不利节点进行计算 (加固方案一)一、按《抗规》附录D 进行架梁柱节点核芯区截面抗震验算 1.点核芯区组合的剪力设计值:考虑最不利节点左右梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值 (见附图1) 按广厦计算内力 Mb 左= 0 kN.m Mb 右= -1097 kN.m=-1097 k N.m左端梁高hb 左= 600 mm左端梁高hb 右= 800 mma's= 40 mm Hc= 3807 mm hb= 700 mm hbo= 660 mm因此Vj= -1672 kN2.按方案一加固后的已知条件(砼近似取平均值C25)节点验算方向柱截面宽b c =900mm,节点验算方向柱截面高h c =900mm,节点梁截面宽b b =300mm,节点梁截面高h b =700mm,梁受压钢筋合力点到截面近边缘距离a 's =35mm,梁受拉钢筋合力点到截面近边缘距离a s =35mm,梁对节点的约束影响系数ηj =1.0,混凝土强度等级C25,箍筋强度设计值f yv =210Mpa,箍筋间距s=100mm,2级抗震,节点剪力设计值V j =1672KN,轴压力设计值N=5665KN 。
3. 配筋计算查混凝土规范表4.1.4可知f c =11.9Mpa f t =1.27Mpa由混凝土规范7.5.1条可知混凝土强度影响系数 βc =1.0查混凝土规范表11.1.6可知框架节点斜截面承载力抗震调整系数 γRE =0.85由混凝土规范11.6.3条可知框架节点核心区的截面高度 h j =h c =900mm 节点宽度b j =min(b b +0.5hc ,b c )=750mm 由混凝土规范公式(11.6.3)可知0.3ηj βc f c b j h j =0.3×1.0×1.0×11.9×750×900=2418.43KN>γRE V j =1421.20KN 节点截面尺寸满足条件 由混凝土规范11.6.4条可知0.5f c b c h c =0.5×11.9×900×900=4836.9KN<N取N=4836.9KN 梁截面有效高度h b0=h b -a s =700-35=665mm由混凝土规范公式(11.6.4-2)求核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋各肢全部截面面积A svj =(γRE V j -1.1ηj f t b j h j -0.05ηj Nb j h/b c )s/f yv /(h b0-a 's )=(1421200-1.1×1.0×1.27×750×900-0.05×1.0×4836857×750/900)×100/210/(665-630)=208.61mm 2由混凝土规范11.6.8条可知节点核心区最小体积配箍率 ρvmin =0.1f c /f yv=0.1×11.9/210 =0.0057 箍筋内表面范围内截面核心部分的宽度b cor =bc -50=900-50=850mm 箍筋内表面范围内截面核心部分的长度h cor =h c -50=900-50=850mm 节点核心区验算方向最小箍筋面积A svmin =ρvmin sb cor h cor /(b cor +h cor )=0.0057×850×850×100/(850+850)=241.70mm 2>A svj取A svj =241.70mm 2。
浅析框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法
浅析框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法作者:何然来源:《教育教学论坛》2013年第26期摘要:新版《建筑抗震设计规范》GB5001-2010,加强了框架结构节点核心区截面抗震验算,自其实施以来,在PKPM(2010版)软件抗震验算过程中,尤其是高抗震设防烈度区,出现梁、柱节点域抗剪超限的问题时有发生,本文将结合个人在实际工程中做结构设计时的计算实例,与大家分享经验,浅析梁柱节点域抗剪超限的原理及解决方法,主要内容包括框架梁、柱节点域抗剪超限的含义解读;《建筑抗震设计规范》中关于节点核心区组合的剪力设计值的计算原理;《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,框架梁、柱节点核心区的受剪承载力验算;以及个人在中国石油内蒙古销售公司八拜油库改扩建项目,综合办公楼结构设计中框架梁柱节点域抗剪超限解决的计算实例。
关键词:节点域抗剪超限;节点核心区;节点抗震验算;建筑抗震设计中图分类号:G642.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)26-0174-02一、框架梁、柱节点域抗剪超限的含义框架梁、柱节点域抗剪超限是指其节点核心区组合的剪力设计值超过规范限制,即Vj>■(0.3ηjfcbjhj)。
如果说“强柱弱梁,强剪弱弯”是提高结构变形能力的设计精髓,那么节点核心区截面抗震受剪承载力验算就是实现“强节点弱构件”的关键,也是建筑结构抗倒塌能力的关键。
节点域内抗剪设计不足,遇到地震时会造成剪切破坏,属于脆性破坏,无征兆,致使建筑物瞬间垮塌。
新版《建筑抗震设计规范》GB50011-2010也增加了三级框架节点核心区抗震验算的规定。
查阅《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》,两者对节点核心区抗震验算规定基本相同,但后者对计算公式符号定义较前者详细,且式中较前者多了βc;前者较后者单给出了扁梁框架的梁柱节点规定,后者较前者明确规定了框架节点区的锚固和搭接要求。
两者分别称为“节点核芯区”、“节点核心区”,一字之差,足矣鉴域之重。
8 框架梁柱节点验算
8 框架梁柱节点验算8.1 框架梁柱节点核心区剪力验算根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)11.6.1条规定,三级框架需进行节点核心区抗震受剪承载力验算。
在此,分别以顶层框架梁柱节点B 、C 和底层框架梁柱节点B 、C 为例计算框架梁柱节点的剪力设计值,其余节点验算方法类似。
各节点梁柱节点核心区剪力设计值如下:310Bb b10Bj 'b0s 1.256.4710=163.34kN -46040M V h a η⨯⨯==-∑ 310Cb b10Cj 'b0s 1.258.03+20.7610=255.54kN -41040M V h a η⨯⨯==-∑() '31Bb b b0s 1Bj 'b0s c b - 1.2166.3710460-40=1-1-403.53kN --460405150-3730+1860-500M h a V h a H h η⨯⨯=⨯=-∑()()'31Cb b b0s 1Cj 'b0s c b - 1.2164.04+86.210410-40=1-1-692.71kN --410405150-3710+1860-450M h a V h a H h η⨯⨯=⨯=-∑()()()8.2 框架梁柱节点核心区尺寸验算根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)11.6.1条规定,验算过程如下。
易知对于本框架边轴{}j j =600mm =min 250+0.5600,500=500mm h b ⨯,;对于框架中轴{}j j =700mm =min 250+0.5700,600=600mm h b ⨯,顶层B 节点尺寸验算:10Bj j c c j j RE 1=161.34kN 0.3V f b h ηβγ<()-31=0.3 1.0 1.014.3500600100.85=1514.12kN ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯顶层C 节点尺寸验算:10Cj j c c j j RE1=255.54kN 0.3V f b h ηβγ<() -31=0.3 1.0 1.014.3600700100.85=2119.76kN⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯底层B 节点尺寸验算:1Bj j c c j j RE1=403.53kN 0.3V f b h ηβγ<() -31=0.3 1.0 1.019.1500600100.85=2022.35kN⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯底层C 节点尺寸验算:1Cj j c c j j RE1=692.71kN 0.3V f b h ηβγ<() -31=0.3 1.0 1.019.1600700100.85=2831.29kN⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯知都满足要求。
节点核心区抗剪超限问题
梁柱节点核心区抗剪超限的应对对于高烈度区的框架结构,梁柱节点核心区抗剪超限一直是一个比较棘手的问题。
传统的设计中,为了核心区抗剪满足限值要求,一般采取的措施是加大梁柱截面、提高混凝土标号,这种做法虽然能解决柱节点核心区的抗剪超限问题,但往往是以损坏建筑物的使用效果,增加结构材料用量为代价的。
一、YJK与PKPM在计算节点核心区抗剪问题上的差异在实际工程中,用户往往会遇到YJK与PKPM在计算节点核心区抗剪结果差异的问题,比如此例,同一工程,两个软件在核心区计算结果上差异比较大,查看构件信息可知,两个软件在核心区剪力设计值限值的计算上存在差异。
YJK计算结果:PKPM计算结果:产生这一差异的主要原因是两款软件根据《混凝土规范》11.6.3计算核心区剪力设计值限值时对于正交梁对节点的约束影响系数的取值规则不同。
YJK在计算正交梁对节点的约束影响系数时,按照规范的要求只要柱X、Y两个方向中有一个方向的梁宽小于柱宽一半,则正交梁约束影响系数取为1,而PKPM的判断规则不同,PKPM判断时根据各侧梁宽和柱宽的关系分别决定正交梁对节点的约束影响系数,对于此例,PKPM在计算X向核心区抗剪时,正交梁约束系数取1.5。
所以PKPM结果中Vj=3610.34KN>节点核心区剪力限制3585.0KN,并未对此进行提示。
二、选择地震工况按全楼弹性板6计算可大量减少柱节点核心区抗剪超限从《混凝土规范》11.6.3可知:当梁柱材料、截面尺寸一定时,若想使框架梁柱节点核心区抗剪满足要求,唯一的方法是减小节点核心区剪力设计值Vj;从《混凝土规范》11.6.2可知:节点核心区剪力设计值Vj与节点处框架梁端地震作用弯矩值有关。
所以解决框架节点核心区抗剪超限问题的根本在于降低地震作用下节点位置处梁端的弯矩设计值。
结构计算时对于楼板较厚(如大于150mm时)的板可以将其设置为弹性板6(壳元)计算,这是梁板共同工作的计算模型,可使梁上荷载由板和梁共同承担,从而减少梁的受力和配筋。
柱轴力对框架外节点核心区水平抗剪能力的影响
柱轴力对框架外节点核心区水平抗剪能力的影响张仲先;黄彩萍【摘要】针对钢筋混凝土框架结构,根据与框架外节点相连的梁、柱构件的受力状态,分析了外节点核心区所受水平剪力.讨论外节点的抗剪机理及节点的受剪破坏形式,提出了节点斜压破坏的抗剪承载力计算方法.依据节点核心区斜截面受力机理,重点分析了柱轴力对节点核心区的抗剪承载力的影响.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2006(023)004【总页数】3页(P20-22)【关键词】外节点;斜压杆;轴力;水平抗剪能力【作者】张仲先;黄彩萍【作者单位】华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TU375.4钢筋混凝土框架在土木工程结构中应用十分普遍,框架的抗震性能不仅与梁、柱构件密切相关,同时也取决于梁、柱节点核心区.人们对梁、柱构件的研究及认识比对节点的研究与认识更为充分.大量的震害调查表明,节点破坏尤其是节点受剪破坏是框架结构发生震害的主要原因之一,因此,进一步研究节点的受剪机理,提高节点抗震性能十分必要.钢筋混凝土梁柱节点受力十分复杂,一般认为由于受到外荷载及其产生的内力、混凝土强度、钢材的屈服强度、节点的配箍率、梁柱节点构造特别是梁与柱主筋的锚固状况等因素的影响,节点的受力机理主要有三种:斜压杆机理、桁架机理、约束机理.斜压杆机理是指核心区混凝土的受压区形成斜压杆(图1中区域D即为斜向压杆),梁柱传来的剪力主要由该斜压杆承担.本文基于节点核心区抗剪的斜压杆理论,分析研究外节点的抗剪性能,并分析柱轴力对节点抗剪性能的影响.这里所指的外节点,是指框架边柱节点和角柱节点,一般以平面框架边柱节点为基本形式.外节点核心区内通常采用弯钩形式锚固的梁纵筋在弯钩处形成一个有效压力,因此外节点的受力机理基本上符合斜压杆机理(图2).如图2所示,T-Vc构成斜压杆D的水平分量,由Cc+Cs-Vc′及水平箍筋承担的力来平衡;Cc′+Cs′构成斜压杆D的垂直分量,由T′+Cs″+Cc″-Vb来平衡;因此外节点的受力机理基本上是符合斜压杆机理的.其中,Cc″为节点柱子下部混凝土传来的压力;Cs″为节点柱子下部受压钢筋的压力;T″为节点柱子下部受拉钢筋的拉力;Vc′为节点柱子下部的水平剪力.根据外节点的受力机理得外节点的水平剪力Vjh=D cosθ=T-Vc(式中,T=γfyAs)由Cc+Cs-Vc′及水平箍筋承担的力来平衡.外节点的垂直剪力Vjh=T″+Cc′+Cs′(式中,T″为柱上端钢筋拉力;Cc′为柱上端混凝土压力;Cs′为柱上端钢筋压力;Vb为梁端剪力)由T′+Cc″+Cs″-Vb来平衡.因框架节点的受力性能主要与水平剪力及其对应的抗剪承载力相关,因此本文只讨论节点的水平剪力及其对应的抗剪承载力.2.1 外节点的破坏类别由于受到节点配箍率和柱轴力等因素的影响,节点核心区斜裂缝的出现和发展变化较大,节点核心区的破坏形态主要有三种:斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏.2.2 斜压破坏当柱轴力较大,柱受压区混凝土产生压力较大,因而所构成的斜压杆的轴力值较大,使得节点核心区混凝土被斜向压碎,核心区发生斜压破坏.当节点发生斜压破坏时,其抗剪强度取决于斜压杆的抗压能力,本文提出水平抗剪承载力取斜压杆(图1)极限抗压强度的水平分量,即按下式计算:式中,fc为混凝土轴心抗压强度设计值;bc为柱截面宽度;γRE为承载力抗震调整系数;a为斜压杆的等效宽度;θ为斜压杆轴线和水平面之间的夹角;如图1所示,a的值可由梁、柱受压区高度xb和xc确定:斜压杆轴线方向如图1所示,θ=90°-α,则θ可由下式计算:因此当Vjh=T-Vcol≤时,可以认为节点不会发生斜压破坏.2.3 剪压破坏剪压破坏是斜截面破坏的主要形态.节点发生剪压破坏时,斜截面的抗剪极限承载力可按下式计算:式中各参数见参考文献3.2.4 斜拉破坏斜拉破坏多发生在无箍筋或者箍筋配置较少且柱轴力N很小的节点中,而柱在节点处一般都是箍筋加密区,且一般柱轴力较大,所以节点一般不会发生斜拉破坏.节点在强烈地震作用下容易破坏的原因是核心区作用着很大的剪力.影响节点抗剪强度有诸多因素,下面讨论轴力对外节点核心区水平抗剪能力的影响.3.1 外节点的抗剪机理如图3,外节点斜截面的水平抗剪力由四部分组成:式中,Vch为剪压区的名义剪力;Vd为柱纵向钢筋的暗销栓作用力;Va为斜裂缝间的混凝土骨料咬合力;Vsv为斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力.3.2 算例本算例以节点斜压破坏抗剪极限力分析轴力对抗剪承载力的影响.某10层框架结构,总高38 m,8度抗震设防,Ⅱ类场地.梁截底层边柱控制截面最不利组合的内力值为:M上=364.2 kN·m,M下=534.5 kN·m,梁截面为300×600 mm2 ,柱截面为600×600 mm2;梁柱混凝土强度等级均为C30,抗压强度为14.3 MPa.下面计算边柱节点剪力:按规范为了防止节点发生斜压破坏,对水平截面进行抗震受剪承载力验算:改变柱轴力, 验算抗剪承载力(表1,图4).a.轴力增大的情况下,柱剪压区的高度增大,因此剪压区的名义剪力增大,则核心区的抗剪能力提高.算例中因柱剪压区的高度增大,从而斜压杆的等效宽度增大,节点极限承载力得到提高.b.随着轴力不断增大,柱由大偏心受压变为小偏心受压,此时斜压杆的抗剪极限承载力增大的幅度变小(图4),说明轴力对斜压杆的抗剪极限承载力的提高有一定的限度.c.轴力增大,柱纵向钢筋的暗销栓作用力和斜裂缝间的混凝土骨料咬合力都会增大.a.当节点发生斜压破坏时,其抗剪强度取决于斜压杆的抗压能力,水平抗剪承载力可以取斜压杆极限抗压强度的水平分量.b.轴力增大时,柱剪压区的高度增大,斜压杆的等效宽度a增大,斜压杆的抗剪极限承载力随着轴力的增大而增大.但轴力对斜压杆的抗剪极限承载力的提高有一定的限度.c.节点核心区出现斜裂缝后,外节点斜截面的水平抗剪力由四部分组成:Vjh=Vch+Vd+Va+Vsv.轴力增大,剪压区的名义剪力、纵向钢筋的暗销栓作用力和斜裂缝间的混凝土骨料咬合力都会增大.d.当节点水平剪力Vu≤时可以认为节点不会发生斜压破坏.【相关文献】[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,1988.[2] 程文,康谷贻,颜德,等.混凝土结构设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.[3] 丁大钧,路湛沁.混凝土结构学[M].北京:中国铁道出版社,1988.[4] GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].[5] Cheung P C,Paulay T,Park R. Interior and Ex-terior Reinforced Concrete Beam-column Joints of A Prototype Two-way Frame with Floor Slab for Earthquake Resistance(Rept. No.89-2.)[R]. Christchurch,New Zealand:Dept. of. Civ. Engng.University of Canterbury,1989.。
【结构设计】提高梁柱节点区域抗剪能力的妙招
提高梁柱节点区域抗剪能力的妙招框架结构设计时,经常碰到梁柱节点核心区抗剪承载力不满足规范要求的情况,就是下面这条验算:
这时很多设计师习惯的加大梁柱截面,或是直接提高梁柱的混凝土等级,这当然是有效的方法,但不一定是最经济的方法。
1、当框架梁截面宽度略小于0.5倍的框架柱截面宽度时,可根据结构位移情况适当减小柱截面宽度或加大梁截面宽度,这样可使ηj由1.0变成1.5,轻松满足要求。
2、当框架梁截面宽度远小于0.5倍框架柱的截面宽度时,减小柱截面宽度则对位移影响较大,加大梁截面宽度又太过
浪费,这时可在框架梁端部设置水平加腋,以加大框架梁对梁柱节点的约束宽度,但采用此方法时,结构施工较为复杂。
3、当梁柱混凝土等级相差较多,且节点区域抗剪承载力远远不满足要求时,可采取如下所示方式:。
框架梁柱节点核心区截面抗震验算-
一.一般框架梁柱节点1.一、二级框架梁柱节点核心区组合的剪力设计值,应按下列公式计算:设防烈度为9度的结构以及一级抗震等级的框架结构)1(15.1'0'0bc s b s b bua j h H a h a h M V ----=∑ (4-50) 其他情况 )1('0'0bc s b s b bjb j h H a h a h M V ----=∑η (4-51) 式中 —梁柱核心区组合的剪力设计值;—梁截面的有效高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;—梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离;—柱的计算高度,可采用节点上、下柱反弯点之间的距离;—梁的截面高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;—节点剪力增大系数,一级取1.35,二级取1.2; ∑b M—节点左、右梁端反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和。
一级节点左、右梁端弯矩均为负值时,绝对值较小的弯矩应取零; ∑bua M —节点、右梁端反时针或顺时针方向按实配钢筋面积(计入受压钢筋)和材料强度标准值和受弯承载力所对应的弯矩设计值之和。
2.核心区截面有效计算的宽度,应按下列规定采用:(1)当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的2/1时,可采用该侧柱截面宽度;当小于柱截面宽度的2/1时,可采用下列二者的较小值:c b j h b b 5.0+= (4-52)(4-53)式中 —节点核心区的截面有效计算宽度; —梁截面宽度;—验算方向的柱截面高度;—验算方向的柱截面宽度。
(2)当梁、柱的中线不重合且偏心距不大于柱截面宽度的2/1时,可采用本条第1款和下式计算结果的较小值。
e h b b b c c b j -++=25.0)(5.0 (4-54)式中 —梁与柱中线偏心距。
3.节点核心区受剪截面应符合下式要求:)30.0(1j j c j RE j h f V βηγ≤ (4-55)式中 —正交梁的约束影响系数。
高层住宅楼建筑结构设计(校优秀毕业设计)
分类号编号X X 大学毕业设计金都广场1#高层住宅楼建筑结构设计Architectural and Structural Design of NO.1 Apartment in JinduSquare Residential Community申请学位:工学学士院系:土木工程学院专业:土木工程姓名:X X X学号:XXXXXXXXX指导老师:X X X (教授)XXXX年X月X日XX大学[摘要]本设计为XX市金都广场1#高层住宅楼建筑结构设计。
依据XX市市中心规划和住宅建筑使用要求,综合考虑与周围建筑协调、层高、总高、平面布置、立面处理等建筑设计因素,使本建筑建筑风格保持与周围建筑基本一致。
结构体系选用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。
在结构设计中,主要进行了刚度计算、荷载计算、内力组合、截面设计和楼梯设计等,绘制了建筑施工图和结构施工图。
整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑,严格遵守适用、安全、经济、使用方便的设计原则。
关键词:钢筋混凝土框架-剪力墙结构;刚度;地震;风荷载;竖向荷载;内力组合;截面设计;楼梯设计。
目录任务书 (i)摘要 (iv)第1章工程概况及结构选型 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 结构选型及布置 (1)第2章结构抗侧刚度计算 (5)2.1 结构计算单元和计算简图 (5)2.2 总剪力墙的等效抗弯刚度 (6)2.3 总框架的抗推刚度 (14)2.4 连梁的约束刚度 (20)2.5 结构刚度特征值 (22)第3章重力荷载及重力荷载代表值 (24)3.1 重力荷载标准值的计算 (24)3.2 重力荷载代表值 (30)第4章横向荷载计算 (32)4.1 横向风荷载 (32)4.2 横向水平地震作用 (34)第5章水平荷载作用下结构内力与位移计算 (37)5.1 位移计算与验算 (37)5.2 剪重比验算 (37)5.3 总框架、总剪力墙和总连梁内力计算 (38)5.4 横向风荷载作用下构件内力计算 (42)5.5 横向水平地震作用下构件内力计算 (48)第6章竖向荷载作用下结构内力计算 (53)6.1 计算单元 (53)6.2 荷载计算 (53)6.3 构件内力计算 (56)第7章内力组合及抗震调整 (59)7.1 抗震等级的确定 (59)7.2 框架梁内力组合及抗震调整 (59)7.3 框架柱的内力组合及抗震调整 (61)第8章截面设计 (64)8.1 框架梁截面设计 (64)8.2 框架柱截面设计 (67)8.3 框架梁柱节点核心区截面抗震验算 (73)第9章板的配筋计算 (76)9.1 板的设计资料 (76)9.2 板的内力计算 (76)9.3 板的截面设计 (77)第10章楼梯设计 (80)10.1 基本资料 (80)10.2 梯段板设计 (80)10.3 平台板设计 (81)10.4 平台梁设计 (82)附录内力组合表 (85)致谢 (88)参考文献 (89)第1章工程概况及结构选型1.1 工程概况1.1.1 建筑概况该工程为XX金都广场1#高层住宅楼,建设地点为XX市XX区。
RC框架节点核心区剪压比验算与调整
RC框架节点核心区剪压比验算与调整翁柳青【摘要】以一钢筋混凝土(RC)框架节点核心区剪压比验算为例,比较PKPM软件与盈建科框架节点剪压比限值取值差异.研究表明:PKPM框架节点剪压比限值取值不同于盈建科,PKPM分x向和y向取值,而盈建科不划分方向;盈建科剪压比限值取值相对严格,而PKPM取值相对合理.但两者的框架边节点与角节点剪压比限值取值均未完全符合规范要求,需修正.经结构模型调整,节点剪压比满足修正限值要求.【期刊名称】《黎明职业大学学报》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P85-88)【关键词】节点核心区;剪压比;钢筋混凝土;PKPM框架;盈建科框架【作者】翁柳青【作者单位】黎明职业大学土木建筑工程学院,福建泉州362000【正文语种】中文【中图分类】TU375.1钢筋混凝土(RC)框架节点抗剪不足将严重影响结构的安全性,甚至导致结构整体性倒塌[1]。
框架节点受剪由混凝土斜压杆和水平配箍共同承担,但若混凝土斜压截面受限,即剪压比超限,则即使增加节点水平配箍亦不能提高受剪承载力。
因此,RC框架结构设计时应严格控制节点剪压比。
曾巧[2]认为控制框架节点剪压比应调整梁柱节点核芯区有效截面和剪力设计值,但未结合实例进行分析。
张文超[3]提出控制框架节点剪压比的措施为梁柱居中对齐、增加梁宽和提高节点核心区混凝土强度,但边柱梁柱居中对齐可能导致不美观,提高个别节点核心区混凝土等级给施工带来不便。
因此,有必要研究控制框架节点剪压比的多角度模型调整方式。
此外,以上研究未考虑节点剪压比限值取值。
GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(以下简称《规范》)规定框架节点剪压比限值为Vj/βcfcbjhj=0.3ηj/γRE。
Vj为节点核心区剪力值,βc为砼强度影响系数,fc为砼轴心抗压强度设计值,bj为节点核心区截面验算有效宽度,hj为验算方向截面高度,γRE为抗震承载力调整系数(取值0.8)。
(完整版)节点核心区抗剪超限调整方法总结
①加大梁截面,其中加大梁高是无可厚非的,因为可以减小节点核心区的剪力值,而加大梁宽,未必会有效果,因为核心区宽度是跟柱宽和梁宽两者关系确定的,根据规范,假如一开始梁宽就不小于柱宽一半,那么加大梁宽是起不到效果的,因为取的都是柱宽作为核心区宽度,所以加大梁宽之前,有必要看看柱宽多少
②加大柱截面,其中加大柱h是没问题的,因为可直观加大核心区面积,而加大柱
b(即与梁接触的宽度)效果则值得商榷,因为规范中提到一个正交梁约束影响系数,在
梁宽不小于柱b一半的情况下,是有个1.5的抗剪系数可以乘的,因此如果一开始符合这个条件,而加大b后不符合了,会发现瞬间抗剪更不满足,所以在调整柱宽时要注意梁宽(说来说去,就是调整梁柱截面时要注意它俩之间一个2倍的大小关系)
③加大柱混凝土等级,比较直观,有人说效果明显,但考虑经济因素等等,说实话效果也不咋地
④在建筑允许的情况下,调整结构布置吧,说到底还是结构布置不够合理。