翁柳青
【摘 要】以一钢筋混凝土(RC)框架节点核心区剪压比验算为例,比较PKPM软件与盈建科框架节点剪压比限值取值差异.研究表明:PKPM框架节点剪压比限值取值不同于盈建科,PKPM分x向和y向取值,而盈建科不划分方向;盈建科剪压比限值取值相对严格,而PKPM取值相对合理.但两者的框架边节点与角节点剪压比限值取值均未完全符合规范要求,需修正.经结构模型调整,节点剪压比满足修正限值要求. 【期刊名称】《黎明职业大学学报》
PKPM下节点
【年(卷),期】2018(000)004
【总页数】4页(P85-88)
【关键词】节点核心区;剪压比;钢筋混凝土;PKPM框架;盈建科框架
【作 者】翁柳青
【作者单位】黎明职业大学土木建筑工程学院,福建泉州362000
【正文语种】中 文
【中图分类】TU375.1
钢筋混凝土(RC)框架节点抗剪不足将严重影响结构的安全性，甚至导致结构整体性倒塌[1]。框架节点受剪由混凝土斜压杆和水平配箍共同承担，但若混凝土斜压截面受限，即剪压比超限，则即使增加节点水平配箍亦不能提高受剪承载力。因此，RC框架结构设计时应严格控制节点剪压比。曾巧[2]认为控制框架节点剪压比应调整梁柱节点核芯区有效截面和剪力设计值，但未结合实例进行分析。张文超[3]提出控制框架节点剪压比的措施为梁柱居中对齐、增加梁宽和提高节点核心区混凝土强度，但边柱梁柱居中对齐可能导致不美观，提高个别节点核心区混凝土等级给施工带来不便。因此，有必要研究控制框架节点剪压比的多角度模型调整方式。此外，以上研究未考虑节点剪压比限值取值。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(以下简称《规范》)规定框架节点剪压比限值为Vj/βcfcbjhj=0.3ηj/γRE。Vj为节点核心区剪力值，βc为砼强度影响系数，fc为砼轴心抗压强度设计值，bj为节点核心区截面验算有效宽度，hj为验算方向截面高度，γRE为抗震承载力调整系数(取值0.8)
。ηj为正交梁对节点约束影响系数，取值与节点位置、周边梁柱截面尺寸、楼板开洞等情况相关。规范附录11.6.3指出，充分被梁板围绕且符合规定的中间节点可考虑ηj的有利影响，而周边未被现浇板充分围绕如边节点和角节点则不考虑。因此，RC框架节点剪压比限值为一变量，而非常数，其在结构设计软件中取值的合理性值得探究。PKPM和盈建科为结构设计常用软件，PKPM应用相对广泛[4-5]。基于此，本文以一简单框架模型进行PKPM与盈建科框架节点核心区剪压比限值取值比较，判别其合理性，并基于PKPM进行框架节点剪压比超限调整。
1 框架节点核心区剪压比验算
1.1 模型与参数
图1为4层框架首层构件布置图。 柱截面均取550 mm×550 mm，A-B与C-D轴间板厚110 mm，B-C轴间板厚100 mm。首层柱高4.5 m，其余层柱高均为3.3 m。楼板附加恒载1.5 kPa(自动计算板重)，活载2.0 kPa。外墙线荷载11 kN/m，内墙线荷载8 kN/m。设计地震分组第三组，设防烈度7度( 0.15 g)，二类场地，基本风压0.7 kPa，周期折减系数0.6。乙类设防，二级抗震。梁板混凝土C25，柱混凝土C30，钢筋选用HRB400。首层地震剪力最大，
取首层框架节点进行分析。
池州事件图1 首层构件布置(单位：mm)
1.2 PKPM与盈建科节点剪压比验算与比较
PKPM与盈建科模型结构布置、荷载取值与参数设置均相同。结果显示，x向和y向层间位移角最大值分别相差1.7%和4.9%；前3个周期分别相差0.67%、2.0%和1.3%；周期比相差0.64%。由此说明，两者计算结果略有不同，但模型整体刚度及扭转效应基本吻合。
毛岸成但两者的框架节点剪压比验算结果差异较大。PKPM中8个节点剪压比超限，而盈建科中12个节点剪压比超限。导致这一差异的可能原因为两者的节点剪压比限值取值差异。故探究PKPM与盈建科框架节点剪压比限值取值差异与合理性。因模型对称，分别选取中节点C-2(C轴与2轴相交，以此类推)、边节点C-1与D-2、角节点D-1进行剪压比验算比较，具体如表1所示。
表1 PKPM与盈建科节点核心区剪压比验算比较验算软件框架节点节点x向梁柱宽比剪压比剪压比限值节点y向梁柱宽比剪压比剪压比限值PKPM中节点C-20.550.380.530.450.390.35
边节点C-10.550.340.53(0.35)0.450.500.35D-20.550.350.53(0.35)0.450.260.35角节点D-10.550.290.53(0.35)0.450.330.35盈建科中节点C-20.550.360.350.450.400.35边节点C-10.550.320.350.450.500.35D-20.550.370.350.450.270.35角节点D-10.550.300.350.450.330.35
由表1可知，PKPM将节点剪压比限值取值划分x向和y向。4个节点x向梁宽与柱宽比值为0.55，大于0.5，ηj为1.5[2]，剪压比限值为0.53(1.5×0.3/0.85)。而4个节点y向梁宽与柱宽比值为0.45，小于0.5，ηj为1.0[2]，剪压比限值为0.35。盈建科将节点剪压比限值取x向与y向等同，即不以方向区分，只要有一方向梁宽与柱宽比值小于0.5，则不考虑正交梁约束柱有利影响，故4个节点x向、y向剪压比限值均为0.35。由此表明，PKPM与盈建科均考虑梁柱宽比对节点剪压比限值的影响，符合规范要求。但两者的节点剪压比限值取值方式不同，盈建科节点剪压比限值取值相对严格，而PKPM取值相对合理。2012年中央电视台中秋晚会
但C-1、D-2与D-1节点周边并未被梁板充分围绕，按照规范要求，不应考虑正交梁约束柱的有利影响。而PKPM将其视同中节点，与规范不符，其节点剪压比限值均应修正为0.35。
因盈建科不以方向区分节点剪压比限值，从表1中无法判断其边节点和角节点的剪压比限值取值是否考虑正交梁约束柱有利影响。故而，将C-1、D-2与 D-1节点y向梁宽改为300 mm，即节点y向梁宽与柱宽比大于0.5。重新计算模型，节点剪压比限值均变为0.53，表明考虑了正交梁约束柱的有利影响，与规范不符，应修正。
此外《规范》第11.6.3条强调，节点正交方向梁高需不小于较高框架梁高的3/4，方可考虑正交梁约束柱有利影响。为检验该条款在PKPM与盈建科中的体现，将首层y向框架梁截面由250 mm×650 mm、250 mm×550 mm分别取为300 mm×650 mm、300 mm×450 mm。则BC跨框架梁高与AB和CD跨梁高比值均为0.69，小于3/4。但PKPM与盈建科C-1和C-2节点剪压比限值仍取0.53，考虑正交梁约束柱有利影响，不妥。再次说明，PKPM与盈建科框架节点剪压比限值取值并非完全符合规范要求，结构设计时需注意判别。
被折磨的男孩
2 节点剪压比超限模型调整
节点C-1和C-2 的y向剪压比均超限，模型需调整。以下基于PKPM调整模型，调整思路如表2所示。
表2 PKPM节点核心区剪压比超限模型调整步骤调整内容调整一y向框架梁宽改为300 mm(原250 mm)调整二调整一+增大1、4轴边柱截面高度为600 mm(原550 mm)调整三调整二+增大1、4轴边柱截面高度为650 mm(原600 mm)调整四调整三+y向框架梁高增加50 mm调整五调整四+增大角柱截面为600 mm×600 mm(原550 mm×550 mm)
节点C-1的x向剪压比变化不大，但y向剪压比呈逐渐下降。调整一增加C-1节点y向核心区截面验算有效宽度，剪压比下降0.05；调整二与调整三均增大C-1节点y向受剪截面高度，剪压比均下降0.03；调整四增加C-1节点y向框架梁高，降低节点核心区剪力值，剪压比下降0.03；调整五增大角柱截面，增大角柱处局部刚度，使其分担较多地震作用，从而减小C-1节点地震剪力，剪压比下降0.02，为0.34，满足限值要求。如图2(a)所示。而C-2节点只经调整一，增大节点y向梁柱宽比为0.55，剪压比限值增大为0.53(原0.35)，剪压比已能满足限值要求。在后续模型调整中，C-2节点x向剪压比较为稳定，y向剪压比稳步下降，均小于限值。因此，节点剪压比超限的模型调整有效。如图2(b)所示。
青于蓝高考语文核按钮(a)C-1节点剪压比变化 (b)C-2节点剪压比变化图2 节点剪压比变化
3 结 论
经上述分析，得出以下结论：
(1)RC框架节点核心区剪压比超限情况不仅与节点核心区剪力、受剪面有关，且与节点剪压比限值取值有关，剪压比限值取值严格，则超限节点较多；
(2)PKPM框架节点剪压比限值取值方式与盈建科有所不同，比较而言PKPM相对合理；
(3)PKPM与盈建科框架边、角节点剪压比限值取值与规范不完全相符，应进行修正，必要时还应进行结构模型调整；
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