梁柱节点验算
高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理
1、规范条文摘录在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中，有关框架梁柱节点区混凝土的设计和浇注有以下的条文内容及条文说明：——当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时，应对梁柱节点混凝土施工采取有效措施（第13.5.7条）；——高层建筑不同强度的梁、柱节点混凝土浇筑需要有关单位具体协商解决（条文说明）；——抗震设计时，一、二级框架的节点核心区应按本规程附录C进行抗震验算；三、四级框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区，可不进行抗震验算（第6.2.7条）。
——凡是梁柱节点之混凝土强度低于柱混凝土强度较多者，皆必须仔细验算节点区的承载力，包括受剪、轴心受压、偏心受压等，并采取有效的构造措施（条文说明）。
2、高层建筑混凝土结构设计和施工中的现实问题2.1 为了满足柱轴压比的要求，同时又要控制柱截面不过大，柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然。
而对于以受弯为主的楼层梁板，过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的，前者指对其抗弯承载力的贡献不明显，后者则指对构件承受非荷载应力（混凝土收缩应力、温度应力等）不利。
正因如此，《高规》第6.1.9条才有“现浇框架梁的混凝土强度等级不宜高于C40”的规定，但实际工程设计中楼盖合适的混凝土强度等级应为C25～C35。
由此可见，高层建筑混凝土结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在，而且随着建筑物高度的增大，两者的设计强度差距会越大，当然该区段主要存在于高层建筑的下部。
2.2 目前混凝土的浇筑施工几乎都是采用商品混凝土泵送工艺，而且习惯于将竖向构件与水平构件分两批集中浇注（即节点区采用楼盖混凝土强度等级浇注）。
如果要求其中的梁柱节点单独浇注，则首先是其供应量及浇注时间不易控制而会导致质量事故，其次是节点区与梁板之间的分隔确实存在难度，故施工单位至少不希望大面积采用此方法。
3、受剪、受压验算规律考虑到现场施工的操作程序，同时又要满足规范中对节点核心区承载力的要求，我们列举数例对典型节点区的受剪、轴心受压、偏心受压进行计算（其过程附后）。
梁柱刚接节点域计算
H型钢支撑刚接连接节点计算钢材牌号及板厚抗拉、抗压和抗弯抗剪235Q235(≤16mm)215125235Q235(>16~40mm)205120235Q235(>40~60mm)200115235Q235(>60~100mm)190110345Q345(≤16mm)310180345Q345(>16~35mm)295170345Q345(>35~50mm)265155345Q345(>50~100mm)250145390Q390(≤16mm)350205390Q390(>16~35mm)335190390Q390(>35~50mm)315180390Q390(>50~100mm)295170420Q420(≤16mm)380220420Q420(>16~35mm)360210420Q420(>35~50mm)340195420Q420(>50~100mm)325185高强度螺栓预拉力螺栓直径预拉力螺栓直径螺栓孔径M 16(8.8级)801617.5M 20(8.8级)1252022M 22(8.8级)1502224M 24(8.8级)1752426M 27(8.8级)2302729M 30(8.8级)2803032M 16(10.9级)1001617.5M 20(10.9级)1552022M 22(10.9级)1902224M 24(10.9级)2252426M 27(10.9级)2902729M 30(10.9级)3553032焊缝的强度设计值一级、二级三级Q235(≤16mm)215215185Q235(>16~40mm)205205175Q235(>40~60mm)200200170对接焊缝抗拉 f v w钢材牌号及板厚抗压f c wQ235(>60~100mm)190190160Q345(≤16mm)310310265Q345(>16~35mm)295295250Q345(>35~50mm)265265225Q345(>50~100mm)250250210Q390(≤16mm)350350300Q390(>16~35mm)335335285Q390(>35~50mm)315315270Q390(>50~100mm)295295250Q420(≤16mm)380380320Q420(>16~35mm)360360305Q420(>35~50mm)340340290Q420(>50~100mm)325325275混凝土强度设计值混凝土强度等级混凝土强度影响系数βc轴心抗压强度f c轴心抗拉强度f cC15 1.007.20.91C20 1.009.6 1.1二.支撑拼接节点弹性计算 1.0011.9 1.27C30 1.0014.3 1.43C35 1.0016.7 1.57C40 1.0019.1 1.711）支撑拼接等强连接 1.0021.1 1.8C50 1.0023.1 1.89C55Nn =0.85AwnXf=0 1.96C600.9327.5 2.04C650.9029.7 2.09C70n Wb ≥Nn/N v b=31.8 2.14C750.8333.8 2.18C800.8035.92.22钢结构抗震设计连接系数焊接螺栓连接焊接Q235 1.4 1.45 1.25Q345 1.3 1.35 1.2Q345GJ1.251.31.15梁柱连接支撑，构件母材牌号最小抗拉强度屈服强度13752355375225375215375215470345470325470295470295485390485370485350485350517420517400517380517380螺栓有效截面积最小抗拉强度132.783010226.9830254.3830314.0830415.3830530.7830132.71040226.91040254.31040314.01040415.31040530.71040角焊缝5125自动焊、半自动焊和E43型焊条1602120自动焊、半自动焊和E50型焊条2001155自动焊、半自动焊和E55型焊条220焊接方法和焊条型号抗拉、抗压和抗剪 f f w抗剪f v w1101801701551452051901801702202101951854螺栓连接1.3埋入式 1.21.25外包式 1.21.2外露式1.1柱脚，构件拼接。
框架梁柱节点核芯区截面抗震验算
框架梁柱节点核芯区截⾯抗震验算框架梁柱节点核芯区截⾯抗震验算D.1⼀般框架梁柱节点D.1.1⼀、⼆级框架梁柱节点核芯区组合的剪⼒设计值，应按下列公式确定：9度时和⼀级框架结构尚应符合式中Vj－梁柱节点核芯区组合的剪⼒设计值；hb0－梁截⾯的有效⾼度，节点两侧梁截⾯⾼度不等时可采⽤平均值；a′s－梁受压钢筋合⼒点⾄受压边缘的距离；Hc－柱的计算⾼度，可采⽤节点上下柱反弯点之间的距离；hb－梁的截⾯⾼度，节点两侧梁截⾯⾼度不等时可采⽤平均值；ηjb－节点剪⼒增⼤系数，⼀级取1.35，⼆级取1.2；∑Mb－节点左右梁端反时针或顺时针⽅向组合弯矩设计值之和，⼀级时节点左右梁端均为负弯矩，绝对值较⼩的弯矩应取零；∑Mbua－节点左右梁端反时针或顺时针⽅向实配的正截⾯抗震受弯承载⼒所对应的弯矩值之和，根据实配钢筋⾯积(计⼊受压筋)和材料强度标准值确定。
D.1.2 核芯区截⾯有效验算宽度，应按下列规定采⽤：1 核芯区截⾯有效验算宽度当验算⽅向的梁截⾯宽度不⼩于该侧柱截⾯宽度的1/2时，可采⽤该侧柱截⾯宽度，当⼩于柱截⾯宽度的1/2时，可采⽤下列⼆者的较⼩值：式中bj－节点核芯区的截⾯有效验算宽度；bb－梁截⾯宽度；hc－验算⽅向的柱截⾯⾼度；bc－验算⽅向的柱截⾯宽度。
2 当梁柱的中线不重合且偏⼼距不⼤于柱宽的1/4时，核芯区的截⾯有效验算宽度可采⽤上款和下式计算结果的较⼩值。
式中e－梁与柱中线偏⼼距。
D.1.3节点核芯区组合的剪⼒设计值，应符合下列要求：式中ηj－正交梁的约束影响系数，楼板为现浇，梁柱中线重合，四侧各梁截⾯宽度不⼩于该侧柱截⾯宽度的1/2，且正交⽅向梁⾼度不⼩于框架梁⾼度的3/4时，可采⽤1.5，9度时宜采⽤1.25，其他情况均采⽤1.0；hj－节点核芯区的截⾯⾼度，可采⽤验算⽅向的柱截⾯⾼度；γRE－承载⼒抗震调整系数，可采⽤0.85。
D.1.4节点核芯区截⾯抗震受剪承载⼒，应采⽤下列公式验算：9度时式中N－对应于组合剪⼒设计值的上柱组合轴向压⼒较⼩值，其取值不应⼤于柱的截⾯⾯积和混凝⼟轴⼼抗压强度设计值的乘积的50%，当N为拉⼒时，取N=0；fyv－箍筋的抗拉强度设计值；ft－混凝⼟轴⼼抗拉强度设计值；Asvj－核芯区有效验算宽度范围内同⼀截⾯验算⽅向箍筋的总截⾯⾯积；S－箍筋间距。
强节点弱构件-钢结构梁柱节点连接计算
Q390(rR=1.11)
350
205
Q420(rR=1.11)
380
220
板厚16<t<35mm
牌号 Q235 Q345
N/mm2
抗拉、抗压
、抗弯 f
抗剪 fv
205
120
295
170
Q390 Q420
335
190
360
210
屈服 235 345
390 420
屈服 235 345
390 420
高强螺栓预
ftw （N/mm2）
295
lp=ln-2x 塑性铰间距 离(m)
ln 梁净跨(m) x=a+0.5b (m)
a (mm) b (mm)
盖板计算
9.214 10.4 0.593 420 346
考虑腹板 盖板面积 (mm2) 受弯
上盖板 下盖板
盖板厚度 (mm) 计算 值
盖板厚度(mm) 取值 宽度
选取螺栓个数
8476 875.2181597 6.273965302
8
螺栓容许间距 （mm）
输入数据
板厚（腹板） t （mm）
13
螺栓直径 d （mm）
20
计算结果
中心间距
外排
中间排
垂直内力方向
顺内力方向
构件受压
构件受拉
MAX
MIN
156
63
312
63
234
63
312
63
中心至构件边缘距离
MAX
MIN
666.8918785
M=Mmaxb+Vx NV1y Iw
1806.877439 83.36148482 300265125.3
混凝土梁柱节点设计标准
混凝土梁柱节点设计标准一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，混凝土结构中的梁柱节点是整个结构中最重要的组成部分之一，其设计标准的合理性和严格性对于保证结构的稳定性和安全性至关重要。
本文旨在介绍混凝土梁柱节点设计标准，包括节点分类、设计原则、构造形式、计算方法、实测与验算等方面。
二、节点分类混凝土梁柱节点根据其构造形式和节点位置的不同，可以分为悬臂节点、内嵌节点、外露节点、壁板节点、柱帽节点等多种类型。
1. 悬臂节点悬臂节点是指梁端挑出柱外，一侧无支承的节点。
其特点是节点受力复杂，容易发生剪切破坏。
悬臂节点的设计应符合以下原则：（1）在节点处加强钢筋，增加节点承载能力；（2）尽量避免出现混凝土的剪切破坏，应采用合理的节点构造形式；（3）在节点处增加支承点，减小节点受力集中度。
2. 内嵌节点内嵌节点是指梁端嵌入柱内，与柱齐平的节点。
其特点是节点承载能力大，但施工难度较大。
内嵌节点的设计应符合以下原则：（1）节点的钢筋应按照受力情况进行布置，保证节点的整体性能；（2）混凝土的设计强度应满足节点受力要求，且应尽量减小节点的应力集中度；（3）节点施工时应注意混凝土的浇筑顺序和振捣方式。
3. 外露节点外露节点是指梁端露出柱外，与柱齐平的节点。
其特点是节点施工方便，但节点受力集中，容易破坏。
外露节点的设计应符合以下原则：（1）节点应保证足够的承载能力，且应尽量减小节点的应力集中度；（2）节点的构造形式应简单明了，易于施工；（3）节点的钢筋布置应符合受力要求，且应注意节点受力传递的连续性。
4. 壁板节点壁板节点是指梁端连着墙体的节点。
其特点是节点承载能力大，但节点构造较为复杂。
壁板节点的设计应符合以下原则：（1）节点的钢筋应按照受力情况进行布置，保证节点的整体性能；（2）节点混凝土的设计强度应满足节点受力要求，且应尽量减小节点的应力集中度；（3）节点施工时应注意墙体和梁的连续性。
5. 柱帽节点柱帽节点是指梁端加装柱帽的节点。
砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施
砼框架结构梁柱节点域抗剪超限处理措施【摘要】强节点弱构件是建筑抗震设计的基本原则之一，保证砼梁柱节点安全至关重要。
在建筑结构设计工作中，特别是在抗震设防高烈度地区，砼框架结构常常会出现梁柱节点域抗剪超限问题。
本文通过对梁柱节点域抗剪计算理论、公式的分析，结合实际工作经验，总结了一些相应处理措施。
【关键词】砼梁柱节点域；抗剪超限【中图分类号】TU31【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0048-02《建筑抗震设计规范》GB5011-2010中明确规定，一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算；四级框架节点核芯区可不进行抗震验算，但应符合抗震构造措施的要求。
在地震往复作用下，砼主拉应力引起梁柱节点区的抗剪破坏。
梁柱节点区出现多条交叉裂缝，砼被压碎，柱纵筋被压屈。
其破坏形式属于脆性破坏，应严格避免。
1.梁柱节点核心区截面抗震验算公式一、二、三级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值，计算公式如下，2.框架结构梁柱节点抗剪承载力的影响因素由上述公式可以发现，其主要影响因素是梁柱节点核芯区截面尺寸以及梁对柱的约束条件等。
2.1 梁板对节点的约束影响梁板对柱节点具有约束作用，能提高节点区砼的抗剪能力。
四边有梁的中柱可以受到有效的约束。
而三边有梁的边柱和二边有梁的角柱，其梁对柱的约束作用并不明显。
2.2 轴向压力的影响当轴向压力较小时，节点区砼的抗剪强度随着轴压力的增加而增加。
但当轴压比较大时（一般为0.6~0.8），节点区砼的抗剪强度反而随轴压力的增加而下降。
2.3 剪压比的影响砼梁柱节点区砼与钢筋是共同工作的，通过限制节点水平截面上的剪压比来实现节点破坏时钢筋先屈服、砼后破坏。
当剪压比较大时，增加箍筋的作用不再明显，此时就需要增加节点水平截面的尺寸。
2.4 梁纵筋滑移的影响对于中柱节点，由于地震的往复作用会使梁纵筋在节点处的粘结锚固迅速破坏，梁纵筋产生滑移，使节点区抗剪承载力降低，同时也会使节点的刚度和延性显著降低。
钢筋混凝土梁柱节点设计与分析
钢筋混凝土梁柱节点设计与分析钢筋混凝土梁柱节点是建筑结构中的关键部位，它直接影响着结构的安全性和稳定性。
在设计和分析节点时，需要考虑多种因素，包括梁柱接头的受力性能、钢筋的布置、节点的连接方式等。
本文将针对钢筋混凝土梁柱节点的设计与分析进行详细介绍。
首先，针对节点设计的目标与要求，我们需要满足以下几个方面的考虑，即受力性能、构造性能和施工技术性能。
受力性能是节点设计的首要要求，它要求节点在受到荷载时能够承受足够的力，使得节点不产生破坏。
对于受力性能的要求，需要根据具体的使用条件和设计要求来确定。
一般来说，节点的强度应满足混凝土和钢筋的强度要求，以及承载力要求。
其次，节点的构造性能要求节点在荷载下不产生超过允许值的挠度和变形。
挠度和变形直接关系到节点的使用性能和寿命。
在节点设计中，可以采用加强梁柱连接处的方法，增加节点的刚度，从而控制挠度和变形。
最后，施工技术性能要求节点的施工过程简单、高效，并且能够保证施工质量。
在节点设计中，需要排除不利于施工的因素，注重施工方便性和施工工艺的可行性。
在节点设计与分析过程中，需要进行结构力学的计算和分析，以确定节点的合理尺寸和布置。
具体的步骤如下：1. 确定节点的布置和类型：节点的布置应符合结构的受力分析和设计要求。
常见的节点类型有刚性节点、半刚性节点和柔性节点等。
根据具体情况选择适合的节点类型。
2. 计算节点的受力状态：根据节点周边的梁柱受力状态和荷载情况，采用静力学原理计算节点的力和力矩，包括正向荷载和反向荷载等。
3. 验证节点的受力性能：根据计算得到的节点受力情况，进行受力性能的验证。
验证包括强度验证和稳定性验证。
强度验证主要是针对节点的抗弯强度和承载能力进行验证，稳定性验证主要是检查节点的整体稳定性。
4. 设计节点的尺寸和布置：根据受力性能和验证结果，确定节点的合理尺寸和布置。
对于节点的尺寸，需要满足节点受力要求，同时考虑施工工艺的可行性和经济性。
5. 考虑节点的连接方式：节点的连接方式直接影响节点的受力性能和构造性能。
钢结构常见的几种梁柱刚性连接形式说明
钢结构常见的几种梁柱刚性连接形式说明(1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种，如图所示：(2)梁与柱的连接节点计算时，主要验算以下内容：①梁与柱连接的承载力②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度③梁柱节点域的抗剪承载力(3)梁与柱刚性连接的构造①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造:框架梁与柱刚性连接②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种：柱带悬臂梁段与框架梁连接梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm 的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。
(4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施①骨形连接骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。
骨形连接梁端翼缘加焊楔形盖板在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板。
(5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。
柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。
主梁与柱的现场连接如图所示。
2梁与柱的铰接连接(1)梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接：仅梁腹板连接仅梁翼缘连接柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板相连（2）柱在弱轴与梁铰接连接分为：柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。
考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用三层一根，长度10～12m左右。
根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。
按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱，当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下，柱的上下端应铣平顶紧，并与柱轴线垂直。
柱的25％的轴力和弯矩可通过铣平端传递，此时柱的拼接节点可按75％的轴力和弯矩及全部剪力设计。
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一 输入信息
1）梁柱几何尺寸梁端柱端
截面高度H mm450450截面宽度B mm250250腹板厚度Tw mm66翼缘厚度Tf mm1015 2）高强螺栓信息
高强度螺栓数量12
高强螺栓直径mm30
高强螺栓强度等级10.9
摩擦面抗滑移系数μ0.5
最外排螺栓到翼缘边的距离ef mm45
高强螺栓到腹板边的距离ew mm45
高强螺栓排列参数xi xi^2
第一排螺栓至形心的距离x1mm603600第二排螺栓至形心的距离x2mm15022500第三排螺栓至形心的距离x3mm24057600 3)端板尺寸信息
端板厚度t mm35
端板宽度b mm250
4)材料特性
材料牌号Q345B Q345B
屈服强度fy Mpa345345抗拉强度设计值f Mpa310310抗剪强度设计值fv Mpa180180弹性模量E Mpa206000206000 5）内力设计值
控制组合 1.2恒+1.4活
轴力设计值（压为负）kN-46.8
剪力设计值kN85.4
弯矩设计值kN*m274.6
二 高强螺栓群承载力验算
1）高强螺栓承载力设计值
高强螺栓预拉力P kN355
摩擦面抗滑移系数μ0.5
高强螺栓抗拉承载力设计值Ntb=0.8P kN284
高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=0.9*nf*μ*P kN159.75
2)高强螺栓群内力验算
弯矩M作用下高强螺栓的拉力设计值
假设螺栓群在弯矩作用下绕形心转动
第一排螺栓拉力Nt1kN49.21146953
第二排螺栓拉力Nt2kN123.0286738
第三排螺栓拉力Nt3kN196.8458781
轴力N作用下高强螺栓的拉力设计值kN-3.9
高强螺栓最大拉力Nt kN119.1286738
内排最大拉力Nt1kN45.31146953
每个螺栓所受的剪力设计值Nv kN7.116666667
3）高强螺栓承载力验算
Nv/Nvb0.044548774
Nt/Ntb0.419467161
高强螺栓群承载力验算应力比Nv/Nvb+Nt/Ntb0.464015936
三 端板厚度验算
最不利位置出现在最外侧螺栓处
端板类型两边支承类端板端板外伸最外排高强度螺栓到翼缘边的距离ef mm45
高强度螺栓到腹板边线的距离ew mm42
端板宽度b mm250
端板厚度t mm35
端板强度设计值f MPa310
高强度螺栓抗拉承载力设计值Nt=0.8P kN284
端板所需厚度mm31.45503703
端板厚度验算应力比0.898715344
四 节点域抗剪验算
节点域不平衡弯矩设计值M kN*m274.6
节点域宽度dc mm420
节点域高度db mm420
节点域厚度tc mm6
节点域剪应力τ=M/(db*dc*tc)MPa259.4482237
节点域抗剪强度设计值fv MPa180
节点域抗剪强度验算应力比 1.441379021
五 验算结果汇总
验算内容计算值
螺栓群承载力验算应力比0.464015936
端板厚度验算应力比0.898715344
节点域抗剪验算应力比 1.441379021
弯矩轴力剪力274.6kNm-46.8-85.4。