框架梁柱節(jié)點的箍筋必須設置

關鍵詞:整體性 強度 約束 

　　在施工過程中,有的施工隊伍沒有按圖紙的要求設置鋼筋混凝土框架結構梁柱節(jié)點內(nèi)箍筋,其原因是對框架梁柱節(jié)點內(nèi)配置箍筋的作用及梁柱節(jié)點的重要性認識不足。另一原因就是怕麻煩,不好施工。這是不應該的。會給工程結構安全造成很大的隱患。 

　　因為框架節(jié)點是結構的關鍵部位,它的破壞很難修復,嚴重的會引起整個框架倒塌。 

　　平時,框架節(jié)點核心的受力狀態(tài)是很復雜的:有柱子傳來的軸壓力,彎矩和水平剪力,梁傳來的彎矩和豎向剪力,還有縱向鋼筋彎鉤的局部擠壓應力。如果梁對柱子偏心時,還會對節(jié)點核心混凝土產(chǎn)生扭矩。另外,由于收縮,徐變,溫度變化及地基沉陷等影響,也會在節(jié)點核心產(chǎn)生應變應力。 

　　我們知道了受彎構件正截面承載力以及按正截面承載力條件計算構件的方法。但是,結構工程的實踐表明,即使在正截面承載力有充分保證的條件下,受彎構件也可能沿某個斜截面發(fā)生破壞。因此,受彎構件在按正截面承載力條件計算之后還應進行斜截面承載力計算。斜截面破壞的主要形態(tài)有斜拉破壞,剪壓破壞,斜壓破壞。斜拉破壞是在剪彎區(qū)內(nèi),一旦出現(xiàn)斜裂縫,即很快發(fā)展為臨界斜裂縫,并迅速伸展到受壓區(qū)的邊緣,使梁斜拉為兩部分而破壞。這種破壞一般無預兆地突然發(fā)生,屬于脆性破壞。斜拉破壞形態(tài)主要發(fā)生在無腹筋或腹筋很少,且集中力作用點至支座的距離較遠的梁中。剪壓破壞是在剪區(qū)內(nèi)首先出現(xiàn)一些垂直裂縫和細微的斜裂縫。隨著荷載的增加,斜裂縫中的某一條發(fā)展為臨界斜裂縫,并在加載過程中,繼續(xù)向上伸展。如果梁內(nèi)有箍筋,則與臨界斜裂縫相交的箍筋可能相繼屈服。臨界斜裂縫末端的混凝土在正應力和剪應力共同作用下,處于兩項應力狀態(tài),且主壓應力遠大于主拉應力,最后使混凝土壓碎而導致斜截面破壞。斜壓破壞是集中荷載作用點與支座反力作用點之間的混凝土如同一個斜壓短柱。破壞前,斜裂縫多而密,梁腹的破壞類似于短柱的被壓碎。除了上述三種剪壓型的斜截面破壞形態(tài)外,受彎構件還可能出現(xiàn)彎剪型、斜剪型或縱筋從支座拔出等破壞形態(tài)。但它們一般要通過構造措施加以預防,那就是配置適量的箍筋。試驗表明,有腹筋梁在斜裂縫出現(xiàn)前,箍筋應力很小,斜裂縫出現(xiàn)后,箍筋承受的剪力突增。在一定范圍內(nèi),箍筋數(shù)量越多、強度越高,梁的抗剪能力也越高�？辜裟芰εc配筋量之間基本為線性關系。影響斜截面抗剪能力的因素很多,從理論上確切的估計梁的抗剪承載能力是很困難的,且對于工程設計也將是不實用的。因此,我們現(xiàn)行規(guī)范及其它大多數(shù)國家的設計規(guī)范所采用的梁的抗剪承載能力計算方法,都是采用主要建立在試驗基礎上的理論與經(jīng)驗相結合的計算方法。箍筋配置量對梁的剪切破壞形態(tài)和抗剪承載力影響很大,聯(lián)系梁和約束梁不同于簡支梁,其支座截面處有負彎矩,在剪跨段內(nèi)存在著一個反彎點。聯(lián)系梁上反彎點位置相當于簡支梁的支座位置,因此在剪跨段內(nèi),將出現(xiàn)兩條臨界斜裂縫,一條從反彎點下部指向集中荷載作用點,另一條則從反彎點上部指向支座,兩條斜裂縫端部的混凝土都可能被剪壞。為了保證不發(fā)生斜截面破壞,除需要斜裂縫承載力計算外,還需要在構造上采取必要的措施。其中主要包括保證斜截面的抗彎承載力,縱向鋼筋的彎起、切斷和錨固以及箍筋的直徑。 

　　當在地震水平荷載作用下,框架節(jié)點兩側梁端產(chǎn)生的彎矩是異號,節(jié)點上、下兩柱端產(chǎn)生的彎矩也是異號,在這兩對異號彎矩的共同作用下,在節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生很大的剪力,使核心區(qū)的混凝土處于剪壓復合應力狀態(tài)。從一點的應力狀態(tài)分析,此時的主應力是主拉應力。當?shù)卣鹨�起框架�?nèi)力很大時,節(jié)點核心的主拉應力也很大,當主拉應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產(chǎn)生斜裂縫,由于地震是反復震動,故節(jié)點就產(chǎn)生交叉裂縫。 

　　另外,許多試驗結果表明,在低周期反復荷載的作用下,縱向鋼筋伸入梁柱節(jié)點內(nèi)的錨固部分由柱面算起的是受力縱向鋼筋十倍直徑長的一段,鋼筋與混凝土之間的粘結遭到破壞,成為錨固失敗區(qū),為了保護縱向鋼筋的錨固,縱向鋼筋伸入節(jié)點內(nèi)中的長度也增加了10d,如果核心混凝土拉裂,邊緣又屬于失效區(qū),對縱向鋼筋的錨固很不利,嚴重時滿足不了要求,造成縱向鋼筋不能正常工作,降低梁的承載能力或使梁失穩(wěn)破壞。 

　　另外,從唐山地震中框架結構節(jié)點破壞的震倒中也可以看到:節(jié)點及設置箍筋的框架有的梁柱節(jié)點產(chǎn)生x形裂縫,或節(jié)點內(nèi)豎向鋼筋向兩側突出,柱上端破碎將節(jié)點豎向鋼筋拉出等情況,這也就是節(jié)點內(nèi)沒設置箍筋所致。 

　　由以上看出節(jié)點核心混凝土缺少足夠的約束,在地震時只靠混凝土抗拉能力是抵抗不住拉應力,也約束不了豎向鋼筋被拉出及核心混凝土被拉裂,防止不了被破壞。 

　　為了提高節(jié)點的強度和延性,提高節(jié)點的整體性,就必須對節(jié)點核心混凝土加以約束,使用箍筋就能達到很好的效果。能改善受力鋼筋的錨固性能,提高節(jié)點的強度和延性,即使在混凝土剝落時,仍能維持節(jié)點核心的整體性。但是,箍筋數(shù)量的多少,是通過具體計算來確定的。所以,施工中必須按圖紙要求,設置好節(jié)點內(nèi)箍筋,要不怕麻煩,堅持質(zhì)量第一。只有這樣才能保證工程質(zhì)量,不給結構留下隱患。