RCS組合結(jié)構(gòu)節(jié)點的傳力分析

張龍　陳玲

摘 要：為了進(jìn)一步明確RCS組合結(jié)構(gòu)在節(jié)點處的荷載傳遞路徑，本文利用混凝土斜壓桿原理和混凝土桁架原理對目前工程中較為常用的一種柱貫通型節(jié)點進(jìn)行理論分析。提出了兩種節(jié)點內(nèi)部傳力機構(gòu)，并對節(jié)點內(nèi)部傳力路徑加以分析，以期對以后工程上的應(yīng)用及相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：組合結(jié)構(gòu)；節(jié)點；傳力

RCS組合結(jié)構(gòu)的節(jié)點位于組合框架結(jié)構(gòu)中構(gòu)件連接與荷載傳遞的中樞位置，影響著整個框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。但由于節(jié)點一般由鋼筋和混凝土兩種性質(zhì)不一樣的材料組成，二者在荷載作用下的變形相差較大[ 1 ]。因此，在相應(yīng)的研究中如何使二者在節(jié)點處更有效的組合，以滿足所連接構(gòu)件之間的荷載傳遞路徑的要求變得尤為重要[ 2 ]。

本文將以工程中常見的柱貫通型節(jié)點為例進(jìn)行受力分析，以清楚該類型節(jié)點核心區(qū)的傳力路徑，為今后相關(guān)的應(yīng)用提供參考。

1 節(jié)點核心區(qū)的傳力分析[ 3-5 ]

1.1 柱貫通型節(jié)點的破壞形式

節(jié)點在外荷載作用下的的承載能力應(yīng)大于所連接構(gòu)件的承載力，而且也要有較大的延性，一般通過鋼板箍、端板、高強預(yù)應(yīng)力長桿螺栓等構(gòu)造措施并進(jìn)行承載力驗算來保證節(jié)點不發(fā)生破壞。梁在外荷載作用下，會在梁柱結(jié)合處的產(chǎn)生拉壓效應(yīng)，當(dāng)荷載過大時會產(chǎn)生破壞。

1.2 節(jié)點核心區(qū)的受力分析

1.2.1內(nèi)部斜壓桿傳力機構(gòu)

節(jié)點區(qū)的混凝土在水平力作用下，鋼梁端部翼緣的所受壓應(yīng)力通過端板和鋼板箍的分散效應(yīng)，將部分水平壓力傳給混凝土。與之相鄰的柱子端從上部傳下來的荷載與梁端作用力抵消一部分，并向下傳遞至相同區(qū)域，作用于節(jié)點區(qū)混凝土的水平和豎向力的合力形成沿節(jié)點對角線方向的斜壓桿，如圖1所示。這就是內(nèi)部斜壓桿傳力機構(gòu)的原理。對于此范圍內(nèi)的節(jié)點區(qū)混凝土三向受壓狀態(tài)。因此，其強度有大幅度的提高。

1.2.2內(nèi)部桁架傳力機構(gòu)

節(jié)點區(qū)在外力作用下梁端部受拉翼緣的拉力傳遞到端板并最終傳給長桿螺栓，再由螺栓傳給節(jié)點區(qū)混凝土。在這一過程中，長桿螺栓和箍筋起“拉桿”的作用，并與之前的斜壓桿共同工作，形成桁架傳力機構(gòu)。節(jié)點區(qū)混凝土受到預(yù)應(yīng)力長桿螺栓的作用后其強度和延性提高很多，如圖2所示。

2 結(jié)論

本章對工程中常使用的 “柱貫通型”節(jié)點進(jìn)行了受力分析。進(jìn)而提出了兩種傳力機構(gòu)，分析出梁端所受的力通過各種構(gòu)件傳給柱的路徑。分析出了節(jié)點區(qū)混凝土處于三向受壓的狀態(tài)，其各種力學(xué)性能相比于普通框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點有大幅提高，在工程中能保證強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件的抗震要求的相關(guān)結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

張龍（1988-），男，漢族，碩士研究生，鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑設(shè)計與工程學(xué)院助教，研究方向為新型結(jié)構(gòu)體系。