王瑞

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對于建筑結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，綠色、經(jīng)濟(jì)、美觀的建筑模式成為了建筑發(fā)展的目標(biāo)。鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)因?yàn)榫邆湟陨蟽?yōu)點(diǎn)而備受青睞，并且在商業(yè)建筑和民用建筑中已經(jīng)投入使用多年。但是鋼筋混弄土板柱結(jié)構(gòu)因?yàn)樽陨淼目辜舫休d力較小，在受到震害時加以不平衡彎矩的作用使得其節(jié)點(diǎn)很容易受到?jīng)_切破壞。這一直成為板柱結(jié)構(gòu)不能在較高層和易發(fā)生震害地區(qū)廣泛使用的重要原因，為此國內(nèi)外學(xué)者和專家采用了多種多樣的措施來提高該結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能。本文將針對近些年來國內(nèi)外對如何提高鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗沖切性能的試驗(yàn)研究和得出的結(jié)論加以總結(jié)。

關(guān)鍵詞：板柱結(jié)構(gòu)；節(jié)點(diǎn)；抗沖切性能

1 前言

鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)指的是板與柱的搭接形式脫離了以往的以梁作為中間平臺而直接使得柱與板連接在一起，這種去掉梁的板柱結(jié)構(gòu)使得自身的受力由以往的復(fù)雜化變得簡單化，對于構(gòu)件系統(tǒng)受力的分析更加明了化。因?yàn)闆]有了梁的存在，同時也使得樓層的層高變低，室內(nèi)的利用美化面積增大，簡單的施工工序使得施工進(jìn)度得到了高效的提升。但是因?yàn)闆]有了梁對力的分布和緩沖而使得板上的力直接傳遞給下柱，下柱由于承受過大的剪力作用在節(jié)點(diǎn)處非常容易發(fā)生沖切破壞，所以對于提高板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能是十分關(guān)鍵的一部。

本文針對如何提高板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能而借助國內(nèi)外眾多試驗(yàn)研究總結(jié)出以下幾種有效的方法：設(shè)置柱帽或者托板、配置抗沖切鋼筋、提高板下部受拉鋼筋的配筋率等方法。

2 混凝土板柱節(jié)點(diǎn)的研究

針對板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切性能的提高，就目前的研究現(xiàn)狀大多數(shù)集中在以下幾個方面：設(shè)置柱帽或者托板、配置抗沖切鋼筋、提高板下部受拉鋼筋的配筋率。

2.1 配置柱帽或者柱托板

通過設(shè)置柱帽或托板來增強(qiáng)板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能的原理在于，通過在柱上端配置一塊大于柱截面尺寸的硬性材料來增大柱端的受力面積，同時也對板的跨度的計(jì)算長度減小以此來縮小所承受的彎矩，不過該方法由于施工工序復(fù)雜，變相的增大了空間的使用面積，所以先實(shí)際中往往很少采用。

2002年，國外專家Megally和Ghali通過對板柱結(jié)構(gòu)采用配置柱帽和柱托板進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)研究，并且借助了有限元法對試驗(yàn)得出的結(jié)果對比分析認(rèn)為：構(gòu)件在配置柱帽后，其節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生了脆性破壞，當(dāng)有較大彎矩作用時，通過取用ACI318-99而過高估算了柱帽所能提供的強(qiáng)度；當(dāng)作用較小剪力和較大彎矩同時進(jìn)行時試驗(yàn)結(jié)果證明配置柱帽不可行。

2.2 配置抗沖切鋼筋

在80年代開始，我國學(xué)者開始進(jìn)行抗沖切鋼筋的研究，國內(nèi)學(xué)者主要研究的方向集中在在板內(nèi)配置U形箍筋、錨栓和彎起鋼筋的試驗(yàn)研究，并且取得了一定的研究成果和得出了重要結(jié)論。

2015年，國內(nèi)學(xué)者吳藝、呂西林和扶長生，通過利用有限元軟件Abaqus對5個配置型鋼剪力架的板柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了模擬分析，模擬分析的內(nèi)容是型鋼的截面和布置方式的不同對于板柱節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。分析結(jié)果表明：工字鋼以八方向布置時其能夠提供最大的抗彎承載力，并且總結(jié)出了計(jì)算相關(guān)承載力的計(jì)算公式。

2.3 提高板下部受拉鋼筋的配筋率

鋼筋混弄土板柱的抗沖切承載力的大小關(guān)鍵受到以下三個部分的制約：板的底部受拉混凝土的強(qiáng)弱、混凝土和鋼筋骨架的咬合力以及接頭的錨固強(qiáng)度。因此，如果我們想要提高板柱的抗沖切承載力方可以通過增加板低的配筋率來實(shí)現(xiàn)，但是根據(jù)相關(guān)知識和混凝土配筋規(guī)范可以了解到超筋往往會引起板受壓過大時會發(fā)生脆性破壞。

2004年，任達(dá)等對國內(nèi)外有關(guān)板柱抗沖切試驗(yàn)的研究資料進(jìn)行了整理和篩選，通過相關(guān)的規(guī)范中量化縱筋的配筋率的觀點(diǎn)進(jìn)行了深刻的歸納和總結(jié)，他們認(rèn)為歐洲規(guī)范CEB90以及英國規(guī)范BS8110中所采用的[ρ1/3]配筋率相比其他配筋率的采用更加的合理。

2008年，Tian和Jirsa通過對5個板柱中柱節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究，認(rèn)為在配筋率較低的情況下發(fā)的沖切破壞是因?yàn)榛炷恋牧芽p穿過板的頂部縱筋，導(dǎo)致了板最后失去了變形能力而并非是節(jié)點(diǎn)處的剪力達(dá)到了破壞應(yīng)力；伴隨著板內(nèi)鋼筋配筋率的增大，節(jié)點(diǎn)的抵抗沖切能力變大。

3 目前存在的問題

就目前板柱結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展仍然存在著很多問題，根據(jù)國內(nèi)外大量的研究表明了目前對于提高板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能的最宜方法是使用錨栓和型鋼剪力架。這種應(yīng)用在國外的發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)變得很普遍但是在國內(nèi)依然處于嘗試期并未得到推廣。

雖然我國對于板柱節(jié)點(diǎn)的研究做了大量的研究，同時也取得了相當(dāng)大的成果，但是對于板柱結(jié)構(gòu)的研究依然需要付出更多的努力，還需要進(jìn)一步的完善和驗(yàn)證。盡快修訂相應(yīng)的國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)在不同配置形式下其節(jié)點(diǎn)的抗沖切性能表現(xiàn)出了不同的抵抗能力，但是綜合來看目前比較好的還是配置錨栓和型鋼剪力架，也是現(xiàn)在使用最多的抗剪方法。

參考文獻(xiàn)：

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