关键词:抗震节点施工,耗能能力,节点性能
引言
目前中国是使用钢筋混凝土结构最多的国家之一,钢筋混凝土具有整体性能好,耐久性好,可模性好,易于就地取材等优点,使得钢筋混凝土框架结构愈来愈受欢迎,20世纪70年代,我国房建行业迎来了大规模的发展,所建设的住房也越来越高了,这需要技术的支持。对梁柱节点施工的严格把控是提升框架结构的关键,施工技术和施工手段的合理性也是至关重要的,确保梁柱节点处的质量是提升施工整体质量的关键。
1 节点抗震背景和意义
地震是自然界一种具有强大破坏力的自然灾害,具有突发性,有些地震以现如今的科学技术还很难预测到,强烈的地震会为社会造成极大的经济损失,甚至是生命危险。我国是发生地震最多的国家之一,其中让人铭记的有唐山大地震、玉树地震、汶川大地震,其伤亡人数众多造成上万人死亡,各类建筑均受到严重破坏,房屋倒塌程度令人震惊。
传统的抗震设计标准,对于一些抗震建筑则不符合要求,如室内文物博物馆等,精密的实验室。根据以往地震记录数据显示:85%~95%的伤亡人数是由于建筑物倒塌导致的。地震设计的可见节点是重要的环节,施工是地震损失的最小化。 在框架结构中,节点是抗震结构的关键,保持节点的水平和垂直承载力是非常重要的,在节点区域框架结构发生剪切破坏时会失去承载力。
2 抗震节点处钢筋绑扎
因为节点处的钢筋分布密集对施工也造成一定影响,加大了施工难度,所以施工过程中要重视:其一纵筋的锚固质量,其二节点处箍筋的间距,其三施工过程所遇问题具体分析,严格按照规范执行,确保施工质量。【1】
借鉴之前案例的质量分析,可以发现梁柱节点钢筋绑扎是施工过程中最容易发生的问题,钢筋锚固长度不同,未能达到国家标准钢材有不同的质量水平,未能满足施工强度施工过程中施工人员的质量意识不够,导致质量缺陷,研究人员发现,如果施工钢平台有密实现象,建议施工质量不符合要求,钢筋间距不合理,会造成梁柱节点的稳定性下降,影响整体施工质量。【2】 钢筋绑扎施工人员梁柱节点的方法不规范或错误会造成钢筋施工质量下降,严重的会影响整个建筑物的施工质量,因此节点钢筋的拼装、锚固、施工人员应严格按照规范和操作,确保施工质量的整体稳定,按照设计要求合理地进行钢筋绑扎施工工艺【3】详见(图 1)。
图 1钢筋绑扎图
3 节点区施工试件加工
3.1 混凝土加入刚纤维
密歇根大学对节点进行纤维增强研究,为了增加节点的能量,是用于研究的影响纤维增强钢筋和混凝土的组合,大滑移下的实验钢筋粘结程度仍保持高水平,及其混凝土保护层不破碎,地震节点加固具有重要意义,试验得出钢筋在产生较大滑移下粘结程度仍保持较高水平,【4】在混凝土中加入钢纤维后可以提高钢筋与混凝土的粘结力,可以提高节点的延性和抗破坏能力,增强节点的抗剪能力。
3.2 节点处混凝土钢筋强度选择
节点区试件事先要进行现场预测,选取钢筋一段进行材料性能测量,在混凝土浇筑前应对混凝土立方体试件进行抗压测量,选取150*150*150mm3混凝土立方试块进行抗压测试,经养护28天后进行试验。梁柱混凝土选用C30混凝土等级,根据现场施工计算选取合适规格钢筋详见表(表 1)
表 1钢筋规格表
4 节点抗震性能分析
4.1 滞回曲线
通过梁端的标本重复载荷,测量梁的位移加载结束滞后曲线价值和价值,来判断一个良好的抗震性能,负载下的周期中,磁滞曲线响应加载过程中结构变形和刚度退化和能量损失,根据等效阻尼比的磁滞曲线的标本可以测量获得的能量耗散标本。经过进行加载和卸载循环试验得出卸载的刚度主要和卸载点位移相关,滞回曲线形状:反向S形状和Z形详见:(2)
反向S形状反映出更多的滑动效果,滞回曲线的形状并不完整,表明结构或构件的延性差和能够吸收地震能量。如滞回曲线的一般框架,框架结构和剪力墙。Z形状反映了磁滞曲线受较大滑移性质,滞回曲线和小剪跨斜裂纹可以充分发展
图2滞回曲线图
4.2 轴压比对性能影响
强柱弱梁试件的轴向压缩比受影响较小,各构件应力的加强前轴压比主要影响梁端和箍筋端,轴压比越大,柱端受荷载作用越大,钢筋柱配筋越大,混凝土应力越大,节点能耗较高,轴压比越大,与试件刚度关系密切,随着轴压比的增加,刚度退化系数减小,试样的轴压比可以改善节点,增加退化现象轴压比与柱子的延性呈反比,随着轴压比的增大柱子的延性就越差,柱子在地震破坏下呈现脆性,可以通过使用高等级混凝土、增大梁截面的宽度和高度以及减少柱子承受的荷载来减少轴压比从而达到提高柱子延性的目的。
在进行抗震设计时,我们通常经过控制轴压比来保证柱子的塑性变形能力和抗倒塌能力,对于抗震设计理念我们通常希望柱子的破坏是大偏心破坏形式,对于轴心抗压计算通常不考虑箍筋对混凝土的约束能力,在抗震设计中,要规范设置轴压比来保证柱子的延性性能符合抗震要求,达到抗震目的。
5小结
关于抗震节点加固,材料选取应先进行严格的荷载计算后按规定选取适合的钢筋及混凝土强度,梁柱节点处箍筋的加密,加强对混凝土的约束,提高梁柱节点的变形能力及抗破坏能力,提高构件的延性和抗震性能,同时也要避免剪压比过大的问题,混凝土过早发生斜压破坏,箍筋不能发挥全部性能,因此要控制剪压比的大小,提升材料的性能,在混凝土中加入刚纤维。注意节点的承载力不能低于其他构建的承载力,在多地震发生区域,梁柱节点要加强其锚固力,在节点纵向区域有可靠的锚固,同时在设计节点处要考虑到施工的方便。
参考文献
【1】 丛晓光. 框架结构梁柱节点钢筋绑扎通病[J]. 低温建筑技术(01):66.
【2】 强爱珍. 提高框架结构梁柱节点钢筋绑扎质量施工技术[J]. 山西建筑(22):122-123.
【3】 黄运财. 梁柱节点处钢筋绑扎质量控制[J]. 福建建筑, 2019(5):25-27.
【4】 韩艳丽. 预制管混凝土节点抗震性能的研究分析[D]. 天津大学, 2014.
论文作者:杨彬 周凯
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期
论文发表时间:2020/4/26
标签:节点论文; 梁柱论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 延性论文; 柱子论文; 锚固论文; 《建筑实践》2019年38卷24期论文;