核心區(土木工程套用學科)

核心區是指箍筋與縱筋組成鋼筋籠內部的混凝土。節點核心區抗震設計的原則要求是框架節點核心區不先於梁、柱破壞。

基本介紹

• 中文名：核心區
• 外文名：core area      
• 拼音：hé xīn qū
• 定義：箍筋與縱筋組成鋼筋籠內部混凝土
• 設計原則：不先於梁、柱破壞
• 套用學科：土木工程

節點核心區

節點核心區抗震設計的原則要求是框架節點核心區不先於梁、柱破壞。

破壞機制

根據震害分析：7度地震作用下，未按抗震要求設計的多層框架結構較少破壞；8度地震作用下，部分節點尤其是角柱節點發生程度不同的破壞；9度以上地震作用下，多數框架節點被破壞。

核心區未開裂前，箍筋應力很小，剪力由混凝土承受。當剪力達到核心區混凝土極限抗剪能力的60%一70%時，混凝土有可能突然發生對角貫通裂縫，箍筋應力驟然增高，個別箍筋甚至屈服，隨後裂縫增多變寬，箍筋陸續屈服，以致節點破壞。

節點配箍

對節點配箍的構造要求是為節點提供必要的承載力和延性儲備。

框架箍筋配置示意圖

節點核心區是設計的重點，也是施工的難點。要求在核心區同時配置柱箍筋和梁箍筋是做不到的。由於柱截面包容梁截面，因此要求柱箍筋白底到頂全高配置；梁箍筋可以只配置到柱邊（如右圖所示）。核心區內柱箍筋的數量和間距，按加密區考慮。箍筋末端的構造要求是保證箍筋對混凝土抗壓能起到有效的約束作用，當採用拉筋組合箍時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋並鉤住封閉箍。為了避免形式配箍，宜採用焊接封閉箍筋。

節點配筋

梁、柱縱筋只允許貫穿節點核心區，不允許在核心區內作接頭，如果框架梁連線懸臂樑，則懸臂樑的主筋應由框架梁的主筋向外延伸。

框架端節點處的下部鋼筋，伸入節點的長度按中間節點要求，而上部負筋的錨固比較複雜，試驗研究表明，伸人節點的彎折錨固鋼筋，其錨固作用由鋼筋水平段和垂直段兩部分組成，而水平段是構成錨固的主要成份，在錨固中起很大作用，它受鋼筋的滑移控制。

根據試驗研究分析，為確保縱向受拉鋼筋有可靠的錨固，框架端節點的上部鋼筋應伸過柱中心線，並儘量伸至柱節點外邊再向下彎折。彎折前的水平投影長度不應小於0.45 ，垂直投影長度不應小於15d，以保證必要的錨固儲備。

頂層角柱的柱端壓力雖小但彎矩甚大，核心區應劃歸梁還是劃歸柱?框架角節點的梁端負筋，向下彎折進入梁底以下的柱段後方可計算錨固長度；頂層柱端縱筋的上端應水平彎折進入梁體或屋面板後方可計算錨固長度。

柱節點核心區

樑柱節點核心區承受的剪力比柱身承受的剪力大得多。柱身剪力按柱底彎矩與柱頂彎矩之和除以層高求得，核心區剪力按柱頂彎矩及隔層柱底彎矩除以梁的高度求得。層高比梁高大很多倍。核心區剪力大是顯而易見的。

樑柱節點是柱的一部分，又是框架各桿件的連結部位，保證節點核心區的抗剪強度，需要配置足夠的箍筋。如採用封閉式模板兩方向樑上下主筋全綁紮好，再做核心區箍筋很困難，如先裝綁梁的下部主筋後即裝核心區箍筋，再做梁的上部負鋼筋，即使採用預裝鋼筋骨架，只要骨架的上部架立筋不伸入柱內，不應有太大的困難。有困難也該把這部分箍筋做好。

抗剪能力計算

框架樑柱節點是結構的關鍵部位，它受力複雜，施工也較困難，大足試驗資料及震害調查表明：節點往往是破壞的主要部位。因此保證節點具有必要的強度、剛度和延性，使之不過早地破壞是十分重要的。

節點荷載試驗表明，節點的破壞過程大致可分為兩個階段：

第一階段為通裂階段，在節點核心區的混凝土未開裂之前，節點處於彈性階段，剪力基本上由混凝土負擔，當作用於節點核心區的剪力達到最大值的60—70%時，核心區出現對角貫通裂縫，裂縫寬度為0.1—0.2mm。此時剪力仍主要由混凝土承擔，箍筋應力不超過20N/mm。

第二階段為破裂階段．隨著反覆荷載加大，對角貫通裂縫逐漸加寬，並出現多條斜裂縫，箍筋應力迅速增長，逐漸達到屆服；在合理的配箍情況下，即使箍筋全部屈服，節點仍能保持最高承載能力。設計時應以第二階段作為極限狀態。

三、四級抗震框架可不驗算節點核心區剪力，但需按構造加強。節點核心區的設計剪力節點核心區的抗剪能力，一般只按承重框架平面內節點核心區的剪力進行計算。

節點核心區的抗剪能力，一般只按承重框架平面內節點核心區的剪力進行計算。

在反覆循環荷載作用下，樑柱核心區主要承受剪力和壓力，作用於節點核心區的剪力主要由作用於梁筋的拉力，通過梁筋與核心區混凝土間的粘結力傳遞給混凝土核心區。