葉勇

摘 要：型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)有著剛度大、承載力高、構(gòu)件截面尺寸相對(duì)較小、延性和耗能性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用和推廣日趨廣泛。本文根據(jù)實(shí)際使用過(guò)程中，型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析其應(yīng)用現(xiàn)狀與存在問(wèn)題，提出如何增強(qiáng)其抗震性能的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：型鋼混凝土；抗震性能；節(jié)點(diǎn)極限；延性

中圖分類(lèi)號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）09-0070-01

前言

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是由內(nèi)部型鋼骨架和外包鋼筋混凝土所形成的組合結(jié)構(gòu)，與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有剛度大、承載力高、構(gòu)件截面尺寸小、延性好和耗能性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1]。在很多地震多發(fā)區(qū)的建筑中，特別是高層建筑和超高層建筑中應(yīng)用廣泛，更能凸顯其優(yōu)越性。在國(guó)內(nèi)外很多新型建筑中，為了適應(yīng)人們不斷追求的安全、舒適居住環(huán)境的要求，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，對(duì)這方面的研究也逐漸深入。目前，在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能研究中，型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能非常重要，對(duì)其進(jìn)行深入研究，更好的掌握其結(jié)構(gòu)性能，以便于在實(shí)際施工中應(yīng)用于實(shí)踐，具有非常重要的意義。

1 型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)分析

目前，在我國(guó)很多地方，為了適應(yīng)地震多發(fā)的自然災(zāi)害的預(yù)防和高層與超高層建筑的空間發(fā)展需要，型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用已經(jīng)得到了推廣。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在抗震結(jié)構(gòu)的施工中具有很多優(yōu)點(diǎn)：型鋼的剛度高于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋的剛度，加上混凝土的作用，使得型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耗能能力都具有明顯優(yōu)勢(shì)；型鋼混凝土構(gòu)件中型鋼與澆筑混凝土之間相互約束，不僅彌補(bǔ)了鋼結(jié)構(gòu)易屈曲的缺點(diǎn)，而且由于混凝土對(duì)型鋼的固結(jié)作用提高了構(gòu)件的承載力，使該結(jié)構(gòu)融合了混凝土構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件兩者的優(yōu)點(diǎn)；由于剛度的提高，型鋼混凝土構(gòu)件的截面尺寸要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)小，用鋼量少，可以有效地降低層高，提高空間利用率，節(jié)約成本，提高施工效率；型鋼混凝土結(jié)構(gòu)外包混凝土可以使結(jié)構(gòu)有效地起到防火、防腐、防銹作用；由于其結(jié)構(gòu)的承載力高、剛度大、延性好，能夠更好的滿足層高要求，并且施工時(shí)可以利用型鋼承受施工載荷，不用支撐而將摸板直接掛在型鋼上，可以加快施工進(jìn)度；由于其結(jié)構(gòu)的延性好、耗能性能高、承載力高的特點(diǎn)，使得這種結(jié)構(gòu)在抗剪承載力方面性能優(yōu)越、震動(dòng)衰減快、對(duì)溫度變化反應(yīng)小、抗扭轉(zhuǎn)屈曲性能好，因此具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)抗震性能。

型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震結(jié)構(gòu)同時(shí)也具有一些不足，例如：由于型鋼的存在，在施工時(shí)對(duì)澆筑混凝土造成了困難；相對(duì)于剛結(jié)構(gòu)而言，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工復(fù)雜、工期長(zhǎng)；對(duì)于型鋼節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及受力計(jì)算還不是很成熟。

2 型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能分析

在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中，載荷是通過(guò)連接梁和柱的節(jié)點(diǎn)由梁傳到柱子上的，節(jié)點(diǎn)對(duì)于地震時(shí)外力沖擊的衰減起到了重要的作用。由于節(jié)點(diǎn)所處的連接方式與連接構(gòu)件的形狀等因素復(fù)雜，使得節(jié)點(diǎn)處的受力更加復(fù)雜，這就造成了影響結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震性能的因素也很復(fù)雜。

2.1 節(jié)點(diǎn)的一般構(gòu)造

型鋼混凝土梁柱的主要形式有：有型鋼混凝土柱-鋼筋混凝土梁、型鋼混凝土柱-型鋼混凝土梁、型鋼混凝土柱-鋼梁三種形式，因?yàn)殇摻罨炷亮旱脑靸r(jià)相對(duì)要低，所以，在實(shí)際應(yīng)用中的梁柱節(jié)點(diǎn)形式主要是型鋼混凝土柱-型鋼混凝土梁的形式。節(jié)點(diǎn)宜采用柱鋼骨貫通形，柱內(nèi)型鋼截面宜采用方便梁的縱向鋼筋穿過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)域[2]。

2.2 節(jié)點(diǎn)受力分析

節(jié)點(diǎn)在受力以及被破壞的過(guò)程中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋數(shù)量很少時(shí)，是由混凝土控制節(jié)點(diǎn)的承載力；繼續(xù)受剪力作用下，主要靠縱筋的粘結(jié)和箍筋的約束力分散壓力，鋼筋混凝土梁起到了桁架的作用；當(dāng)核心區(qū)混凝土已經(jīng)破壞，只剩縱筋沒(méi)有屈服時(shí)，混凝土發(fā)生開(kāi)裂，這時(shí)混凝土之間的摩擦力和箍筋的拉力抵抗各自的受力，節(jié)點(diǎn)的受剪承載力來(lái)源于箍筋拉力和梁柱彎曲應(yīng)力；載荷繼續(xù)增大時(shí)，梁的破損嚴(yán)重，混凝土塊之間的摩擦力提供一部分抗剪承載力，節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力主要是由混凝土和型鋼彎矩提供的，處于壓力、彎矩和剪力三者的復(fù)合作用下[4]。

2.3 型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪承載力（抗震性能）分析

其中混凝土的抗剪承載力主要是主要表現(xiàn)為在混凝土在受力后破裂成塊時(shí)的相互摩擦力；箍筋的抗剪承載力是在鋼骨腹板發(fā)生屈服和混凝土開(kāi)裂時(shí)，與箍筋的抗拉強(qiáng)度和截面積有關(guān)；型鋼的抗剪承載力是一個(gè)重要的因素，它主要承擔(dān)了軸力、剪力和彎矩的屈曲，這與型鋼鋼骨腹板的剛性和彈性有關(guān)。

2.4 梁柱節(jié)點(diǎn)的總的抗震設(shè)計(jì)原則

節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)在抗震性能的影響至關(guān)重要，這是保證結(jié)構(gòu)安全的一個(gè)重要部分。在節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)中大都遵循“強(qiáng)柱弱梁、更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，同時(shí)必須要保證節(jié)點(diǎn)的鏈接有足夠的強(qiáng)度、良好的延性、構(gòu)造簡(jiǎn)單便于安裝。

3 結(jié)語(yǔ)

型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用中要考慮的一個(gè)重要因素，已經(jīng)越來(lái)越被重視。特別是節(jié)點(diǎn)的受力非常復(fù)雜，在對(duì)其受力的性能、破壞的機(jī)理進(jìn)行充分研究后，明確節(jié)點(diǎn)的傳力，合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造的節(jié)點(diǎn)，使其滿足與各種復(fù)雜條件下的地震災(zāi)害，是建筑物抗震設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵。這些研究將會(huì)推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉大海，楊翠如.型鋼鋼管混凝土高樓計(jì)算和構(gòu)造[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

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[3] 張新培.鋼筋混凝土抗震結(jié)構(gòu)非線性分析[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[4] 陳俊忠，許安邦，陳宗平.鋼骨混凝土異形柱抗震性能研究[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2011（08）.