技术周刊 | 梁柱节点核心区验算实例（一）

您是否曾因节点核心区截面不满足抗剪要求而苦恼？等式左边的Vj值是怎么算的？等式右边的限值手工核算之后，与程序输出的数值相差甚远？

今天我们就结合几个算例，来告诉大家梁柱节点核心区到底该如何验算。

在介绍算例之前，我们先回顾下规范是如何规定的：《混规》11.6.2、11.6.3对于节点核心区做了详细的规定，《抗规》附录D公式基本与《混规》一致。因此程序采用《混规》公式进行验算。

解答：

用户手算的过程基本正确，但YJK软件在验算节点核心区的时候会做如下处理：

1）Hc的选取

《混规》规定Hc为反弯点距离，不过目前程序很难判断上一层的柱高以及反弯点的情况。因此Hc程序取的是本层的高度，即Hc=5200mm。

2）as`的取值

由于节点核心区的验算在设计阶段完成，因此程序并不知道钢筋的实配值是多少，只能按照纵筋直径为25mm，箍筋直径为10mm，本工程保护层厚度为20mm。

因此as`=20+10+25/2=42.5mm（图3）。

图3

综上，Vjy=1.35x(174.8+433.9)*1000/

(457.5-42.5)*(1-(457.5-42.5 )/

(5200-500)) =1805.3kN与输出值一致。

总结：

1）Hc的取值以及as`的偏差，会导致用户在手核节点核心区的时候存在一定的误差。

2）通过算例1，我们也不难看出，尽管YJK采用层高作为Hc，在大多数情况下，其计算值与实际值相差不大。

3）在YJK7.0版本中，我们在【高级选项】—【柱】中提供了【Hc取上柱和下柱中点之间的距离】参数（图3a），若不勾选，Hc取层高；若勾选，则Hc取上柱和下柱中点之间的距离，以适应上下层层高不同的柱节点核心区计算。

图3a

解答：

施工图实配钢筋是需要根据配筋简图进行配置。而在配筋简图这一步，程序并不知道施工图配筋是多少，因此这样就会产生一个悖论。为了解决这个问题，程序引入了超配系数这个概念。程序采用计算弯矩值乘以超配系数，来模拟实配钢筋面积反算的弯矩。

超配系数可以在总参数进行指定，也可以在特殊构件定义中进行定义，默认值为1.15（图4a、4b）。

图4a

图4b

值得注意的是，规范规定这个Mbua需要采用材料的标准值来确定。因此尚需将材料的设计值换算为标准值。本例为三级钢，设计值为360，标准值为400。换算系数=400/360=1.111。

综上Mbua=1.15xMbx1.111

通过图5我们可知，控制Vjy的工况为30工况。我们在梁弯矩图中（图6）找到y方向的弯矩Mb=697.1。（因为混规规定框架节点左右弯矩均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩取0）

图5

图6

Mbua=1.15x697.1x1.111=890.7

框架两侧梁高不同，程序采用平均梁高作为hb（图7）.hb=700。

图7

Vjy=1.15x890.7*1000/(657.5-42.5)*

(1-(657.5-42.5)/(1800-700))

=734.4kN

与构件信息结果吻合。

总结：

1）计算Mbua的时候，程序不仅考虑了超配系数，还考虑了设计值与标准值的换算系数；

2）计算Mb时，框架节点左右弯矩均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩取0；

3）当框架左右两侧梁高不相等的时候，程序采用平均梁高作为hb。

需要注意的是，很多用户手工核算时会因为错误的Mb取值，导致节点核心区手工核算不准确。这里教大家一个读取梁弯矩Mb的方法：