【正文】 和與其相連的梁端、柱端所組成的連接體，主要的實驗結果是通過梁外伸端的撓度變形來體現(xiàn)的。其有以下幾個：節(jié)點幾何尺寸、軸壓比、剪壓比、混凝土強度等級、節(jié)點配箍特征值、循環(huán)次數(shù)。 TV圖 剪摩擦機制 鋼筋混凝土框架節(jié)點剪切變形的影響因素 [1][3][10][11]研究表明 [13]，節(jié)點核心區(qū)混凝土在斜向拉壓力的作用下，造成了節(jié)點核心區(qū)形狀的斜向變位，引起了剪切變形。隨著裂縫寬度的增大，兩個區(qū)域會產生滑動摩擦，此時與裂縫相交的水平箍筋所受拉力逐漸增大直至屈服。如圖 所示。若再繼續(xù)加載，節(jié)點變形繼續(xù)增大，混凝土塊體由于被壓碎而喪失咬合作用，節(jié)點核心區(qū)承載能力明顯下降，最后導致節(jié)點破壞。在此階段，核心區(qū)斜壓力由混凝土塊體間受壓裂縫上的骨料咬合作用來承受，箍筋和柱縱筋除了承擔斜拉力，在受拉裂縫上還利用銷鍵作用來抵抗塊體間的剪切滑移。在低周反復荷載作用下，當節(jié)點核心區(qū)兩邊的梁縱筋進入屈服強化階段后，核心區(qū)縱筋產生滑移。根據這種觀點，美國 ACI 318 規(guī)范和 ACI 352 委員會提出的設計方法不進行節(jié)點抗剪計算，而只從構造方面計算箍筋量。即認為可以把節(jié)點區(qū)看成是一段作用剪力較大的特殊的柱段，并建立了斜壓桿－拉桿模型（如圖 所示） 。約束機制雖然不直接參與傳遞節(jié)點剪力，但卻是使節(jié)點抗剪能力能夠達到組合體更大變形而不至于立刻破壞所不可或缺的重要前提條件。約束機制雖然不直接參與節(jié)點抗剪，但卻是自始至終存在的，是節(jié)點抗剪能力能夠維持到組合體更大變形而不至于立刻破壞所不可或缺的重要前提條件，也是保證接頭區(qū)充分發(fā)揮抗震性能的一種重要的節(jié)點受力機制。從20世紀80年代中后期開始，日本著名學者北山和宏、小谷俊介以及青山博之等為了驗證這種機構的存在，他們通過測定平行加載方向的節(jié)點箍筋的應變變化規(guī)律，在試件設計中，他們將節(jié)點核心區(qū)兩個方向的箍筋按單肢進行設置，最終得出了試驗結論：平行于加載方向的箍筋不僅要承擔由桁架機構引起的拉力，又要承受核心區(qū)混凝土由于斜向受壓導致橫向膨脹所引起的被動約束拉力；與加載方向垂直的箍筋承受斜向受壓混凝土橫向膨脹產生的被動約束力。因而，他們認為節(jié)點核心區(qū)除存在著斜壓桿機構和桁架機制外，還存在著另一種不可忽視的機制“ 約束機制” （） 。重慶大學的傅建平等提出了“梁、柱簡支桿模型”，利用這一模型可在已知節(jié)點周邊梁、柱端正截面受力狀況的前提下，確定梁端為對稱配筋或不對稱配筋時，節(jié)點核心區(qū)以上兩類傳力機制分別分擔的節(jié)點剪力的比例。與此同時，核心區(qū)的水平箍筋承擔的剪力逐漸增大，箍筋會逐漸屈服。此時，核心區(qū)混凝土出現(xiàn)沿對角線的貫通裂縫，個別箍筋也會隨著應力的突然增大而達到了屈服，從而導致節(jié)點的抗剪強度顯著下降，此時節(jié)點就進入通裂階段。因而“八字形的裂縫”可能首先出現(xiàn)在核心區(qū)的四個角部。桁架機制形成原理是：在其它條件不變的情況下，核心區(qū)的主壓應力值會隨著柱子軸壓比的增大和斜壓柱區(qū)域的不斷擴大，其值也隨之增大，發(fā)展到最后整個核心區(qū)幾乎都會受壓。按照這種機制，混凝土強度、柱軸力、水平箍筋和垂直箍筋是影響節(jié)點核心區(qū)抗剪強度的主要因素。節(jié)點上的剪力分解成了與剪切裂縫平行的斜壓力、水平拉力和垂直拉力。? CVcbbCVc ?? (a）斜壓桿機制 (b)桁架機制圖 節(jié)點受力機制(2)桁架機制當柱端配有較密的的垂直鋼筋并且節(jié)點核心區(qū)配有水平箍筋時，在反復荷載作用下，當節(jié)點承擔比較大的剪力時，核心區(qū)會出現(xiàn)多條斜裂縫，混凝土的斜壓桿作用減弱，絕大部分剪力可假設由一個虛擬的桁架機構來承擔。當核心區(qū)沒有配置箍筋或箍筋不發(fā)揮作用時，節(jié)點的承載力則由節(jié)點核心區(qū)混凝土的承載力決定，這種情況發(fā)生在梁、柱承載力較小而節(jié)點核心區(qū)未出現(xiàn)嚴重破壞的結構中，如圖 (a)所示。在這個階段中，混凝土并沒有發(fā)生開裂，核心區(qū)中箍筋承受的力也很小。依據這種理論，美國 ACI 318 規(guī)范和 ACI 352 委員會提出的設計方法不進行節(jié)點抗剪計算，而只從構造方面確定箍筋的配箍率。美國 ACI 352 委員會主張的“約束模型 ”，或稱“柱模型” ，即認為可以把節(jié)點核心區(qū)看作是柱子中剪力作用較大一段。一方面，在梁端或柱端由于受到壓力和拉力的共同作用，貫穿節(jié)點的梁筋和柱筋把很大一部分力通過粘結效應以周邊“剪流”(shear flow)的形式傳入節(jié)點，此時節(jié)點核心區(qū)承受相應的主拉應力和主壓應力的作用，使之形成了典型的“純剪”狀態(tài)，由節(jié)點核心區(qū)混凝土來承擔剪力場所形成的斜向主壓應力。第二章 框架節(jié)點抗剪機理 節(jié)點核心區(qū)剪力傳遞機制 [4][10]框架梁柱節(jié)點核心區(qū)在開裂、通裂、極限和破壞四個階段的受力破壞過程中，其剪力的傳遞在目前的研究中主要存在著以下幾種機制：斜壓桿機制、桁架機制、約束機制、組合塊體機制和剪摩擦機制等。對恢復力曲線的主要參數(shù)進行了分析和定義，在此基礎上借助 SAP2022為分析平臺，應用該軟件非線性分析功能模塊，對考慮節(jié)點剪切變形的框架進行地震反應分析，根據有限元計算結果，得到了考慮節(jié)點剪切變形框架的頂部時程曲線，并通過改變參數(shù)對影響節(jié)點剪切變形的因素進行深入分析。當貫穿節(jié)點核心區(qū)的梁、柱縱筋直徑占貫穿長度的比例大于一定值（例如：1/20）時，粘結滑移變形可以通過增大節(jié)點核心區(qū)剪切變形（或降低節(jié)點單元剪切剛度）的方法來近似考慮。與以往的分析方法相比，采用節(jié)點單元法并不需Comment [U2]: 改為“已有研究資料Comment [U3]: 刪去要對連接梁單元剛度進行修正，只是獨立對節(jié)點進行模擬分析，并可以實現(xiàn)把節(jié)點單元引入目前使用的剛性節(jié)點框架分析程序中來考慮各種影響節(jié)點變形的因素。由于節(jié)點受力特點的復雜性和篇幅的限制，因此，本文在進行節(jié)點抗剪機理分析時，主要考慮軸壓比、剪壓比和配箍特征值三個因素對節(jié)點剪切變形的影響。因此，節(jié)點的變形所產生的影響要引起我們足夠的重視。因此，在結構分析中必須考慮節(jié)點的變形。實際上，對于鋼筋混凝土框架節(jié)點而言，當結構進入彈塑性變形階段時，節(jié)點變形的影響會很大。因此我們需要詳細地區(qū)分節(jié)點的各類破壞形式與破壞特征，提出一種能綜合考慮各種影響因素、反映節(jié)點不同破壞形式的統(tǒng)一的分析模型，以便我們能得到比較準確的節(jié)點力與變形關系。但實際上節(jié)點內部的剪力增大到一定程度會導致節(jié)點核心區(qū)出現(xiàn)剪切裂縫，造成節(jié)點強度的迅速下降和剛度的迅速退化。2．影響節(jié)點變形的因素有很多，利用現(xiàn)有的節(jié)點分析模型進行結構分析時，只是有側重地考慮了其中的一部分因素，而忽略了另一部分因素?，F(xiàn)在要考慮節(jié)點變形對整體結構的影響，主要采用的是梁端塑性鉸法，它的主要方法思想是對連接梁單元進行剛度修正。 目前節(jié)點研究存在的問題 [1][10]從二十世紀七十年代到現(xiàn)在為止，很多的國內外專家學者進行了多次節(jié)點試驗研究，取得了不少研究成果，但依然面臨如下一些需要研究和解決的問題：1．目前，在對于鋼筋混凝土框架結構有限元分析和結構設計過程中，往往把節(jié)點看作是剛性的而忽略了節(jié)點變形的影響，這就造成了分析結果準確性的大大降低。綜上所述，鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點核心區(qū)存在著節(jié)點變形、強度退化等問題，在一定程度上影響著整體結構的性能。表 節(jié)點剪變形 γ 引起的梁外端撓度占梁外端總撓度的比例 [710]延性系數(shù) (﹪)??試件名稱軸壓比 chbfN/剪壓比 cjfV/箍筋特征值 cyvsf/?=1??=2 =3 =4 =5?J1 10 16 4 14 2J2 12 7 5 3 J3 16 12 8 2 J5 16 26 6 22 J6 12 28 52 60 70J7 32 40 44 45 48J8 28 38 40 45 J9 18 30 40 36 J10 22 40 44 46 J12 19 18 20 32 48J13 15 20 25 32 38J15 12 24 37 32 44J16 21 20 24 36 32目前，此類問題廣泛存在于鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點（包括節(jié)點區(qū)相對薄弱的鋼筋混凝土異形柱結構） 。直到 2022 年 3 月，國內使用較普遍的 PKPM 軟件中才包含了梁柱節(jié)點核心區(qū)剪力值的較準確計算方法。近年來，國內外學者針對節(jié)點的這一特點已進行了一系列抗震框架節(jié)點的試驗研究。節(jié)點同時又是結構抗震相對薄弱的部位，節(jié)點的強度、剛度和耗能能力也都會由于地震反復荷載的持續(xù)作用而逐漸降低。從表中可以看出：當剪壓比偏大時，節(jié)點核心區(qū)剪切變形占梁外端位移的百分比能達到 30％左右，最大的能達到 50%左右。這樣，框架結構的薄弱環(huán)節(jié)就轉移到梁柱節(jié)點區(qū)域了。大約自六十年代以來，鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展很快，陸續(xù)出現(xiàn)了 20 層以上的鋼筋混凝土框架結構（或框 剪結構） ，廣泛應用了高強混凝土和大直徑的高強變形鋼筋，材料強度提高了，構件截面尺寸減小了，因而節(jié)點區(qū)的截面尺寸也就減小了 [1]。 “約束機制”雖然不直接參與節(jié)點剪力的傳遞，但它卻是使節(jié)點的抗剪性能持續(xù)到最大，使組合體達到更大變形時所不可或缺的一個重要前提條件，因此，它是保證節(jié)點核心區(qū)抗震性能得到充分發(fā)揮的關鍵。在我國，從二十世紀八十年代中期到九十年代中期，重慶建筑大學的傅劍平和白紹良教授在總結國內外歷年來許多試驗研究成果的基礎上，全面分析了框架節(jié)點中的傳力機理，并結合他們在節(jié)點試驗研究中的成果，驗證了除“斜壓桿機制”和“桁架機制”外還存在“約束機制” [4][5][7]的這一結論。由此表明，當時一些知名的研究者已經認識到，上述新西蘭規(guī)范和美國 ACI 352 委員會設計建議所提出的兩種節(jié)點受力模型只是從局部上反映出節(jié)點的受力特征，遠沒有達到全面說明節(jié)點在各種復雜受力條件下的受力特點。二十世紀九十年代初，國際著名學者、日本東京大學青山博之教授對這次聯(lián)合對比試驗以及當時各國最新一輪節(jié)點性能研究成果進行了系統(tǒng)總結，發(fā)表了一系列論文著作。與此同時，還進行了對貫穿節(jié)點核心區(qū)梁筋粘結性能的試驗研究。在這次國際試驗的推動下，再一次出現(xiàn)了節(jié)點抗震性能及設計方法研究的新高潮。美國和日本配箍率最小，但節(jié)點抗震能力仍能符合規(guī)范的要求；中國配箍率比新西蘭明顯偏小，但比美、日略偏大，節(jié)點抗震性能同樣較為滿意。在這個過程中，中國同濟大學的朱伯龍教授和中國建筑科學研究院的陳永春研究員也申請加入了這一聯(lián)合對比試驗，并且四國學者共同制定了新、美、日、中四國對比試驗方案。在二十世紀八十年代，由于美國 ACI 318 規(guī)范用“約束模型”按構造計算出的節(jié)點配箍率明顯偏小，而新西蘭學者在沒有考慮貫通節(jié)點梁、柱縱筋粘結滑移的情況下用“桁架機構”和“斜壓桿機構”的傳力機制計算所得出的節(jié)點配箍率過大。其中最具代表性的學者有美國 N. W. Hanson 和 S. Fuji 等、新西蘭 R. Park、 T. Paulay 和美國的 M. J. N. Priestley、美國 J. O. Jirsa 和中國訪問學者張連德、日本學者青山博之以及中國胡慶昌等完成的試驗研究。從二十世紀六十年代末到八十年代初，國內外學者第一次比較系統(tǒng)的完成了鋼筋混凝土平面框架節(jié)點的試驗研究工作。但是最重要一點是，無論采用何種模型，都要反映出節(jié)點核心區(qū)的剪切變形和縱筋滑移對整體框架結構的影響，這是判斷計算模型是否適用的重要標準。如今，利用模型化分析框架節(jié)點的手段逐漸受到學術界的重視。因而，在結構地震反應分析中，考慮節(jié)點變形是十分重要的。節(jié)點變形包含兩部分內容：1)由節(jié)點剪力導致的節(jié)點核心區(qū)的剪切變形；2)由于縱筋錨固失效或者粘結剛度退化導致的梁筋粘結滑移變形。 圖 汶川地震時節(jié)點的典型破壞形式框架節(jié)點通常被視為剛性，但對于某些工程而言，當遭遇中震或大震時，節(jié)點處梁筋的粘結滑移及節(jié)點開裂或破壞就變得在所難免，這就不符合節(jié)點剛性的假定，這樣處理很顯然會忽略節(jié)點自身的剪切特性，更不能模擬出節(jié)點的破壞。即便在強烈地震下，節(jié)點也不應出現(xiàn)剪切破壞和鋼筋錨固滑移破壞。通過對鋼筋混凝土框架的地震破壞分析可得出：破壞較為突出的區(qū)域發(fā)生在柱端和梁柱節(jié)點區(qū)，其中導致整體結構破壞的主要原因之一就是節(jié)點的損壞，而且此類結構破壞后修復較為困難?？蚣芄?jié)點是結構傳力的樞紐，它在框架中起著傳遞和分配內力、維持結構整體性的作用。 especially when joint is endure the effect of seismic forces. So it is very important to consider the effect of joint shear deformation on structure.In this paper, the resilience model between joint shear force and joint shear deformation is established on the base of the model of Tekeda and factors that axial pression ratio、shear pression ratio and hoop reinforcement ratio are considered in the model of joint shear deformation, and establish the calculation formula of rigid matrix in every stage of Joint shear deformation.For the above resilience model of joint elem