郎亞超

摘 要 本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有RC框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力機(jī)理及節(jié)點(diǎn)破壞方式進(jìn)行梳理和總結(jié)，為節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的分析提供理論依據(jù)和實(shí)際工程中研究節(jié)點(diǎn)施工缺陷的影響提供參考。

關(guān)鍵詞 施工缺陷 RC框架結(jié)構(gòu) 梁柱節(jié)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有空間布置自由、工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)，是我國(guó)建筑工程中使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外多次地震災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震損傷有很多產(chǎn)生于框架梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域，梁柱節(jié)點(diǎn)處的損傷是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)發(fā)生震害的主要表現(xiàn)之一，該部位一旦遭遇嚴(yán)重破壞將直接導(dǎo)致整個(gè)建筑物的破壞甚至倒塌。

1梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的等效斜壓桿機(jī)理

等效斜壓桿機(jī)理是指當(dāng)梁、柱端部彎矩較大時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)所受剪力直接由核心區(qū)混凝土來(lái)承擔(dān)，并在核心區(qū)混凝土中形成了斜壓力場(chǎng)，試驗(yàn)證明在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土開裂之前，大致沿核心區(qū)對(duì)角線方向，混凝土壓應(yīng)變值幾乎是相等的，兩個(gè)受壓角的連線上會(huì)形成一根混凝土受壓桿。在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)出現(xiàn)剪切斜裂縫之后，裂縫之間的混凝土實(shí)體就形成了斜壓桿。因此，核心區(qū)的混凝土可以簡(jiǎn)化成一個(gè)等效的斜壓桿。

2梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的桁架機(jī)理

貫穿節(jié)點(diǎn)的梁柱一端的拉力和另一端的壓力將通過(guò)貫穿段的粘結(jié)效應(yīng)傳入其周圍的混凝土，在分別抵消了相應(yīng)的梁、柱截面剪力之后，以邊緣剪力形式傳入核心區(qū)，并在核心區(qū)形成剪應(yīng)力場(chǎng)，所謂“桁架機(jī)理”即是由核心區(qū)的剪應(yīng)力場(chǎng)與斜壓桿機(jī)理的壓應(yīng)力場(chǎng)組成。

3梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的破壞方式

結(jié)合以往根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外地震災(zāi)害調(diào)查分析和試驗(yàn)研究，可以將梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的破壞形式劃分為以下幾種類型：

3.1斜拉破壞型節(jié)點(diǎn)

斜拉破壞型節(jié)點(diǎn)是由于當(dāng)核心區(qū)受較大剪力作用，同時(shí)節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋設(shè)置不足。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)“桁架機(jī)構(gòu)”承受很大的主拉應(yīng)力。破壞特征：節(jié)點(diǎn)區(qū)域的箍筋承受較大的拉應(yīng)力，節(jié)點(diǎn)區(qū)裂縫數(shù)量少、寬度大。

3.2斜壓破壞型節(jié)點(diǎn)

斜壓破壞型節(jié)點(diǎn)是由于節(jié)點(diǎn)內(nèi)配箍量比較大，同時(shí)梁柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的縱筋數(shù)目較多，節(jié)點(diǎn)區(qū)域受到較大的剪力作用。破壞特征：節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的混凝土被壓碎，同時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的箍筋未達(dá)到屈服。

3.3斜拉破壞與斜壓破壞復(fù)合型節(jié)點(diǎn)

斜拉破壞與斜壓破壞復(fù)合型節(jié)點(diǎn)是由于節(jié)點(diǎn)區(qū)域在配箍量不高的情況下承受了較大的剪力。當(dāng)與節(jié)點(diǎn)區(qū)域連接的梁端或柱端的縱向鋼筋受拉達(dá)到屈服時(shí)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的箍筋承受較大的拉應(yīng)力。特征破壞：節(jié)點(diǎn)區(qū)域的混凝土被相互交叉的斜裂縫分割，在核節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞加劇的情況下，核心區(qū)箍筋的拉應(yīng)力有所下降。

4梁柱節(jié)點(diǎn)施工缺陷的成因、類型、特點(diǎn)及一般處理方法

采用整體沉梁時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無(wú)法綁扎，致使在施工中，該梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱箍筋，留下了工程隱患。

在實(shí)際施工過(guò)程中，由于施工縫留置和處理未達(dá)到規(guī)范要求而在澆筑節(jié)點(diǎn)區(qū)域的混凝土?xí)r，柱頭施工縫附近區(qū)域浮漿較多。這將嚴(yán)重影響柱頭部位混凝土層的強(qiáng)度，導(dǎo)致新舊混凝土未能很好的結(jié)合成一體。

節(jié)點(diǎn)區(qū)域密集的鋼筋分布使得澆筑時(shí)混凝土無(wú)法順利下落，在下料、澆筑及振搗過(guò)程中易出現(xiàn)振搗不實(shí)及漏漿、澆筑量不足等施工質(zhì)量問(wèn)題。造成梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象，甚至存在空洞。

目前工程界針對(duì)不同類型、不同嚴(yán)重程度的框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)施工缺陷，有著如下這些加固處理方案：

（1）增大截面法：主要通過(guò)加大柱截面尺寸同時(shí)在擴(kuò)大的新增混凝土部分設(shè)置箍筋以加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的承載力。造價(jià)低但施工過(guò)程較為復(fù)雜，施工周期較長(zhǎng)，增加了節(jié)點(diǎn)的體積和結(jié)構(gòu)的自重。

（2）粘鋼加固法：應(yīng)用特殊的結(jié)構(gòu)膠在有缺陷的節(jié)點(diǎn)表面粘貼鋼板或者角鋼，粘貼的鋼板和角鋼在為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)提供自身承載力的同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的混凝土起到了約束作用。施工簡(jiǎn)便，工期短，基本上不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的幾何外形。

（3）碳纖維加固法：在有缺陷的梁柱節(jié)點(diǎn)表面粘貼碳纖維材料，可以利用碳纖維布自身的抗拉能力對(duì)核心區(qū)混凝土進(jìn)行約束，從而提高其承載能力。施工方便，材料剛重比高、強(qiáng)度大，可靠度高，抗腐蝕性和耐久性好。

（4）外包型鋼加固法：使用型鋼包裹在節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的表面，通過(guò)水泥漿灌縫或者鋼板之間的焊接進(jìn)行固定和連接。但是型鋼與節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土無(wú)有效連接，加固后的構(gòu)件協(xié)同性能較差，鋼材的性能得不到充分的發(fā)揮，從而造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。

（5）灌縫法：將環(huán)氧樹脂膠等材料填充進(jìn)入核心區(qū)的裂縫內(nèi)。該方法能夠帶來(lái)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)延性及抗震性能的提升，但對(duì)于核心區(qū)承載力的提高并不明顯。

5結(jié)論

對(duì)現(xiàn)有RC框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力機(jī)理進(jìn)行梳理和總結(jié)，介紹和對(duì)比了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的等效斜壓桿機(jī)理和桁架機(jī)理的機(jī)構(gòu)傳力特點(diǎn)，歸納了RC框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的三種破壞方式，即斜拉破壞、斜壓破壞和復(fù)合型破壞。此外，本文從成因、類型及特點(diǎn)幾個(gè)方面總結(jié)了現(xiàn)階段施工過(guò)程中存在的節(jié)點(diǎn)施工缺陷，介紹了增大截面法、外包鋼加固法、碳纖維加固法等常用的節(jié)點(diǎn)加固處理措施。

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