结构各层的承载力宜自下而上均匀地减小，减小的幅度应符合地震作用的内力包络图，避免出现承载力薄弱层。要尽可能预见所设计结构的可能破坏部位，在复杂结构中更是要通过概念分析和结构计算估计受力不利部位和薄弱部位。结构工程师应该预期结构的合理破坏模式，应该通过必要的内力调整控制结构的破坏模式。......
2025-09-30
节点核心区破坏机理与剪力设计：高层建筑结构概念设计
【摘要】：可以从节点核心区的受力机理进一步了解斜裂缝的产生原因，了解纵向钢筋的锚固和箍筋的作用。图6-18 节点核心区a）受力示意图 b）核心区混凝土破碎 c）钢筋成灯笼状图6-19 节点的拉杆—压杆模型a）实测得到的斜向压应变 b）拉杆—压杆模型我国规范采用了保证核心区的抗剪承载力的设计方法，配置节点核心区的箍筋以抵抗斜裂缝的开展，要求在梁端钢筋屈服以前，核心区不发生剪切破坏，体现了强节点的要求。
可以从节点核心区的受力机理进一步了解斜裂缝的产生原因，了解纵向钢筋的锚固和箍筋的作用。在竖向荷载和地震作用下，梁柱核心区应力状态复杂，为两向应力或三向应力。通过试验可明显观察到斜向的压力流，因而可以用拉杆—压杆模型来描述节点的受力机理，梁内上、下纵筋的反向拉力靠混凝土斜压杆来平衡[5]。图6-19a图为试验实测的压应变分布，b图中建立了拉杆—压杆模型，阴影线部分为承受压力的混凝土斜杆，拉杆是上、下纵向钢筋。通过这个机理可以了解：①作为拉杆的梁上、下纵向钢筋必须有足够的抗拉能力，当钢筋不能直通时必须有良好的锚固；②核心区出现斜向裂缝的原因是压应变超过了混凝土的峰值应变，通过箍筋约束可以提高混凝土的应变能力；③当梁钢筋屈服以后，箍筋也可起到拉杆作用以抵抗拉力。
图6-18 节点核心区
a）受力示意图 b）核心区混凝土破碎 c）钢筋成灯笼状
图6-19 节点的拉杆—压杆模型
a）实测得到的斜向压应变（西安建筑科技大学） b）拉杆—压杆模型(https://www.chuimin.cn)
我国规范采用了保证核心区的抗剪承载力的设计方法，配置节点核心区的箍筋以抵抗斜裂缝的开展，要求在梁端钢筋屈服以前，核心区不发生剪切破坏，体现了强节点的要求。取梁端截面达到受弯承载力时相应的核心区剪力作为核心区的剪力设计值，图6-20为中柱节点受力简图，取上半部分为隔离体，由平衡条件可得到核心区剪力Vj如式（6-11），式中剪力Vc为柱剪力，由梁柱平衡求出Vc后代入：
图6-20 梁柱节点受力平衡，隔离体简图
我国设计规范要求抗震等级一、二、三级时，根据剪力设计值验算框架节点核心区的抗剪承载力（剪力设计值和承载力计算公式详见混凝土规范（GB 50010—2010）），并计算所需要的箍筋数量，四级和非抗震框架的核心区，可不验算节点区抗剪承载力，只要求按构造设置箍筋。规范还给出了不同抗震等级时核心区箍筋的最小配箍特征值、最小箍筋体积配箍率、箍筋最大间距和最小直径等要求。也就是说，核心区必须配置一定数量的箍筋，非抗震设计的框架梁柱节点核心区也要配置箍筋。
相关文章
- 详细阅读
-
高层建筑结构概念设计：刚性与柔性的选择详细阅读
按照我国“抗震规范”给出的反应谱计算，长周期结构地震作用很小，计算得到的剪重比小于规范规定的数值，规范要求调整结构刚度，加大地震作用，以满足最小剪重比的要求。此外，结构振动特性和变形的大小不仅与结构刚度有关，还与场地土有关，当结构自振周期与场地土的卓越周期接近时，建筑物的地震反应会加大，无论振动变形还是地震力都会加大。......
2025-09-30
-
高层建筑结构概念设计：重视构件竖向荷载安全详细阅读
短肢剪力墙和异形柱在弹塑性阶段是否能持续、安全地承受竖向荷载的问题值得引起注意。图5-14所示的结构属于短肢剪力墙较多的剪力墙结构，其短肢剪力墙承担竖向荷载的面积达到80%以上，短肢剪力墙与跨度较大的楼板或梁（弱连梁）形成的结构类似很弱的框架或板柱框架。因此，重要的是要注意短肢剪力墙的布置，较大面积地连续布置短肢剪力墙将对弹塑性阶段抵抗地震作用和抵抗竖向荷载造成危险。......
2025-09-30
-
高层建筑结构概念设计中的双向刚度不均匀破坏问详细阅读
图4-14a是计算得到的振型，其中第一振型为纵向振动，第二振型为扭转振动，第三振型为横向与扭转耦联的振动。明显可见结构东面的振动变形较大。1999年台湾集集地震中民居楼的破坏也是双向刚度相差过大的典型。图4-13 ICSB结构平面、剖面图a）底层平面 b）二层平面 c）纵剖面 d）横剖面图4-14 ICSB结构分析结果a）结构振型 b）底层柱的承载力与地震作用下内力的比较由于楼梯间的布置不同，结构的纵、横向具有不同的刚度，地震破坏也不相同。......
2025-09-30
-
柱破坏与结构设计-高层建筑钢筋混凝土概念详细阅读
1978年日本宫成冲两次地震中，以及其他地震中类似的短柱也有很多破坏。在1975年日本大分地震中八重湖宾馆也是由于长、短柱共同受力，短柱破坏后长柱也破坏了。图4-35 日本十绳冲地震八户专科学校教学楼窗间墙短柱破坏角柱和节点区的破坏也是常见的。......
2025-09-30
-
高层建筑结构概念设计中的框架梁截面尺寸与延性详细阅读
框架梁的截面尺寸应满足三方面的要求：承载力和刚度要求，还必须满足剪压比限值的要求。这种情况在跨高比较小的梁中多见，因此对于跨高比较小的梁的剪压比限制更加严格。限制梁的剪压比也是确定梁最小截面尺寸的条件之一，不符合要求时可加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。......
2025-09-30
- 详细阅读
-
高层建筑扭转破坏原因与结构设计详细阅读
如果结构本身刚度不均匀，将加剧扭转作用。1）1978年日本宫成冲地震，有两幢3层钢筋混凝土结构的破坏是扭转破坏的典型情况。图4-18 宫成冲3层结构的平面和剖面a）平面 b）剖面2）唐山地震中，天津754厂厂房也遭到严重破坏。......
2025-09-30
相关推荐