RCS组合结构节点的传力分析

张龙　陈玲

摘 要：为了进一步明确RCS组合结构在节点处的荷载传递路径，本文利用混凝土斜压杆原理和混凝土桁架原理对目前工程中较为常用的一种柱贯通型节点进行理论分析。提出了两种节点内部传力机构，并对节点内部传力路径加以分析，以期对以后工程上的应用及相关研究提供参考。

关键词：组合结构；节点；传力

RCS组合结构的节点位于组合框架结构中构件连接与荷载传递的中枢位置，影响着整个框架结构的力学性能。但由于节点一般由钢筋和混凝土两种性质不一样的材料组成，二者在荷载作用下的变形相差较大[ 1 ]。因此，在相应的研究中如何使二者在节点处更有效的组合，以满足所连接构件之间的荷载传递路径的要求变得尤为重要[ 2 ]。

本文将以工程中常见的柱贯通型节点为例进行受力分析，以清楚该类型节点核心区的传力路径，为今后相关的应用提供参考。

1 节点核心区的传力分析[ 3-5 ]

1.1 柱贯通型节点的破坏形式

节点在外荷载作用下的的承载能力应大于所连接构件的承载力，而且也要有较大的延性，一般通过钢板箍、端板、高强预应力长杆螺栓等构造措施并进行承载力验算来保证节点不发生破坏。梁在外荷载作用下，会在梁柱结合处的产生拉压效应，当荷载过大时会产生破坏。

1.2 节点核心区的受力分析

1.2.1内部斜压杆传力机构

节点区的混凝土在水平力作用下，钢梁端部翼缘的所受压应力通过端板和钢板箍的分散效应，将部分水平压力传给混凝土。与之相邻的柱子端从上部传下来的荷载与梁端作用力抵消一部分，并向下传递至相同区域，作用于节点区混凝土的水平和竖向力的合力形成沿节点对角线方向的斜压杆，如图1所示。这就是内部斜压杆传力机构的原理。对于此范围内的节点区混凝土三向受压状态。因此，其强度有大幅度的提高。

1.2.2内部桁架传力机构

节点区在外力作用下梁端部受拉翼缘的拉力传递到端板并最终传给长杆螺栓，再由螺栓传给节点区混凝土。在这一过程中，长杆螺栓和箍筋起“拉杆”的作用，并与之前的斜压杆共同工作，形成桁架传力机构。节点区混凝土受到预应力长杆螺栓的作用后其强度和延性提高很多，如图2所示。

2 结论

本章对工程中常使用的 “柱贯通型”节点进行了受力分析。进而提出了两种传力机构，分析出梁端所受的力通过各种构件传给柱的路径。分析出了节点区混凝土处于三向受压的状态，其各种力学性能相比于普通框架结构的节点有大幅提高，在工程中能保证强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的抗震要求的相关结论。

参考文献：

[1] 马宏伟，姜维山，于庆荣，郝际平，张兴虎.连接钢筋传力的组合梁及连续复合螺旋箍混凝土柱节点的研究[J].东南大学学报（自然科学版），2002，32（5）.

[2] 张学峰，李鑫.钢筋混凝土框架结构研究[J].山西建筑，2011，22（37）.

[3] 白晓红，白国良.新型钢-混凝土组合结构的应用与展望[J].工业建筑，2006（36）.

[4] R.派克，W.L.根勃尔.钢筋混凝土板[M].上海：同济大学出版社，1992.

[5] 陳绍蕃.钢结构设计原理[M].北京：科学出版社，2005.

作者简介：

张龙（1988-），男，汉族，硕士研究生，鹤壁职业技术学院建筑设计与工程学院助教，研究方向为新型结构体系。