RC框架结构梁柱节点核心区的受力机理及施工缺陷的特点

郎亚超

摘 要 本文通过对现有RC框架结构梁柱节点核心区受力机理及节点破坏方式进行梳理和总结，为节点力学性能的分析提供理论依据和实际工程中研究节点施工缺陷的影响提供参考。

关键词 施工缺陷 RC框架结构 梁柱节点

中图分类号：TU318 文献标识码：A

0前言

钢筋混凝土框架结构具有空间布置自由、工程造价经济合理的特点，是我国建筑工程中使用最为广泛的结构形式之一。本文对国内外多次地震灾害进行调查分析，发现钢筋混凝土框架结构的地震损伤有很多产生于框架梁柱节点区域，梁柱节点处的损伤是钢筋混凝土框架结构发生震害的主要表现之一，该部位一旦遭遇严重破坏将直接导致整个建筑物的破坏甚至倒塌。

1梁柱节点核心区的等效斜压杆机理

等效斜压杆机理是指当梁、柱端部弯矩较大时，节点核心区所受剪力直接由核心区混凝土来承担，并在核心区混凝土中形成了斜压力场，试验证明在节点核心区混凝土开裂之前，大致沿核心区对角线方向，混凝土压应变值几乎是相等的，两个受压角的连线上会形成一根混凝土受压杆。在节点核心区出现剪切斜裂缝之后，裂缝之间的混凝土实体就形成了斜压杆。因此，核心区的混凝土可以简化成一个等效的斜压杆。

2梁柱节点核心区的桁架机理

贯穿节点的梁柱一端的拉力和另一端的压力将通过贯穿段的粘结效应传入其周围的混凝土，在分别抵消了相应的梁、柱截面剪力之后，以边缘剪力形式传入核心区，并在核心区形成剪应力场，所谓“桁架机理”即是由核心区的剪应力场与斜压杆机理的压应力场组成。

3梁柱节点核心区的破坏方式

结合以往根据对国内外地震灾害调查分析和试验研究，可以将梁柱节点核心区的破坏形式划分为以下几种类型：

3.1斜拉破坏型节点

斜拉破坏型节点是由于当核心区受较大剪力作用，同时节点内箍筋设置不足。此时，节点“桁架机构”承受很大的主拉应力。破坏特征：节点区域的箍筋承受较大的拉应力，节点区裂缝数量少、宽度大。

3.2斜压破坏型节点

斜压破坏型节点是由于节点内配箍量比较大，同时梁柱通过节点区域的纵筋数目较多，节点区域受到较大的剪力作用。破坏特征：节点区域内的混凝土被压碎，同时节点区域内的箍筋未达到屈服。

3.3斜拉破坏与斜压破坏复合型节点

斜拉破坏与斜压破坏复合型节点是由于节点区域在配箍量不高的情况下承受了较大的剪力。当与节点区域连接的梁端或柱端的纵向钢筋受拉达到屈服时，节点内部的箍筋承受较大的拉应力。特征破坏：节点区域的混凝土被相互交叉的斜裂缝分割，在核节点区破坏加剧的情况下，核心区箍筋的拉应力有所下降。

4梁柱节点施工缺陷的成因、类型、特点及一般处理方法

采用整体沉梁时，节点区下部箍筋无法绑扎，致使在施工中，该梁柱节点部位不放或少放柱箍筋，留下了工程隐患。

在实际施工过程中，由于施工缝留置和处理未达到规范要求而在浇筑节点区域的混凝土时，柱头施工缝附近区域浮浆较多。这将严重影响柱头部位混凝土层的强度，导致新旧混凝土未能很好的结合成一体。

节点区域密集的钢筋分布使得浇筑时混凝土无法顺利下落，在下料、浇筑及振捣过程中易出现振捣不实及漏浆、浇筑量不足等施工质量问题。造成梁柱节点区域混凝土出现蜂窝麻面现象，甚至存在空洞。

目前工程界针对不同类型、不同严重程度的框架结构梁柱节点施工缺陷，有着如下这些加固处理方案：

（1）增大截面法：主要通过加大柱截面尺寸同时在扩大的新增混凝土部分设置箍筋以加强节点核心区的承载力。造价低但施工过程较为复杂，施工周期较长，增加了节点的体积和结构的自重。

（2）粘钢加固法：应用特殊的结构胶在有缺陷的节点表面粘贴钢板或者角钢，粘贴的钢板和角钢在为节点核心区提供自身承载力的同时对节点内的混凝土起到了约束作用。施工简便，工期短，基本上不改变原结构的几何外形。

（3）碳纤维加固法：在有缺陷的梁柱节点表面粘贴碳纤维材料，可以利用碳纤维布自身的抗拉能力对核心区混凝土进行约束，从而提高其承载能力。施工方便，材料刚重比高、强度大，可靠度高，抗腐蚀性和耐久性好。

（4）外包型钢加固法：使用型钢包裹在节点区混凝土的表面，通过水泥浆灌缝或者钢板之间的焊接进行固定和连接。但是型钢与节点区域混凝土无有效连接，加固后的构件协同性能较差，钢材的性能得不到充分的发挥，从而造成严重的浪费。

（5）灌缝法：将环氧树脂胶等材料填充进入核心区的裂缝内。该方法能够带来节点核心区延性及抗震性能的提升，但对于核心区承载力的提高并不明显。

5结论

对现有RC框架结构梁柱节点核心区受力机理进行梳理和总结，介绍和对比了节点核心区的等效斜压杆机理和桁架机理的机构传力特点，归纳了RC框架结构梁柱节点的三种破坏方式，即斜拉破坏、斜压破坏和复合型破坏。此外，本文从成因、类型及特点几个方面总结了现阶段施工过程中存在的节点施工缺陷，介绍了增大截面法、外包钢加固法、碳纤维加固法等常用的节点加固处理措施。

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