节点刚域对地铁车站结构设计的影响
2021-10-20陈建琴
陈建琴
(上海市隧道工程轨道交通设计研究院 上海 200235)
0 引言
当框架构件截面相对其跨度较大时,梁柱连接处会形成相对刚性的节点区域,节点中的实际内力分布如图1 所示,此时应考虑截面尺寸的影响。就是把节点取边缘至梁柱轴线交点的部分或全部长度,视作弯曲刚度无限大的刚性域[1]。考虑节点刚域一方面使结构整体刚度增大,内力重新分配[2-3]。另一方面对构件内力设计值选用位置也有一定的影响[4-5]。

图1 框架节点处的弯矩Fig.1 The Bending Moment at Frame Node
1 相关规范对刚域计算的规定
我国规范对刚域作了相应的规定。《高层建筑混凝土结构技术规范:JGJ 3-2010》[6]第5.3.4 条规定:在结构整体计算中,宜考虑框架或壁式框架梁、柱节点区的刚域影响,梁端弯矩可取刚域端端截面的弯矩计算值。刚域长度可按下列公式计算,当计算的刚域长度为负值时,应取为0。

式中,lb1、lb2、lc1、lc2分别为梁柱端部刚域的尺寸;hb、bc分别为梁柱的截面高度,如图2所示。

图2 文献[6]对刚域的设计规定Fig.2 The Design Rules of Rigid Zone in Literature[6]
《混凝土结构设计规范:GB 50010—2002》[7]第5.2.6 条规定:对与支承构件整体浇筑的梁端,可取支座或节点边缘截面的内力值进行设计。《混凝土结构设计规范(2015年版):GB 50010—2010》[8]第5.2.2-4条规定:梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时,在计算模型中可作为刚域处理。
《城市轨道交通设计规范:上海市工程建设规范DG/TJ 08-109—2017》[9]第11.6.4 条说明:车站的侧墙和顶、底板一般较厚,计算中转角节点宜模拟为刚域,当假设为一般梁元交点,配筋计算时可考虑取用杆件边缘弯矩及剪力值。……
