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摘要：钢筋混凝土框架结构节点是结构的重要部位，起着连接结构构件，分配内力、传递内力，协调构件之间的变形，使结构整体共同工作，同时也承受着主要内力，抗震设计中要求“强节点”设计来抵抗地震剪力，节点一旦破坏，结构即告破坏。
关键词：节点；抗震性能；影响因素
1框架节点受力性能研究:
节点核芯区在弯矩和剪力、梁和柱端的轴力共同作用下处于多轴的复杂应力状态。混凝土开裂前，节点应力接近于弹性分布，箍筋的应力很低。当荷载达到最大承载力的60%~70%，核心区出现对角线方向的斜裂缝，箍筋应力突然增大。在荷载的多次反复作用下，核心区形成交叉的两组平行斜裂缝，箍筋逐个屈服，裂缝不断开展。同时，梁、柱内纵向钢筋受拉屈服，端部构成塑性铰，钢筋和混凝土的滑移区从构件部分逐渐地伸入节点内部，因而节点的变形增大，刚度退化。核心区混凝土在斜向拉、压应力的交替作用下，斜裂缝多次张合，磨损严重，滞回曲线为严重的捏拢现象。最终，核心区混凝土裂缝增大、破损剥落，承载力下降。节点承载力和滞回特性取决于梁柱端内力的比例、轴压比、纵筋数量和箍筋构造、钢筋锚固等因素。
2结构抗震性能的特点：
结构在地震时发生的相应反应称为地震反应，包括速度、加速度、位移。同时，结构内部发生很大的变形和内力（应力），当它们超过了材料和构件的各项极限值后，结构将出现不同程度的各种破坏现象，例如钢筋屈服，显著的残余变形，混凝土裂缝，碎块或构件坠落，局部的破损，整体结构倾斜，甚至倒塌等等。
3延性的概念和表达
按照研究或分析的对象,广义力-变形关系有具体的物理概念和相应的曲线形状，所有这些宏观的力-变形曲线,可概括为两类典型的形状；一类曲线有明显的尖峰，达到最大承载力（Fmax） 后突然下跌；另一类曲线在临近最大承载力的上下有可观的平台，即能够经受很大的变形，而承载力没有显著降低。一般称前者为脆性，后者为延性。
为了度量和比较结构或材料的延性，必须有一个明确的数值指标，一般取延性或延性比。其定义为：在保持结构或材料的基本承载能力（强度）
当广义变形定为具体物理量时，就有相应的延性比，如截面曲率延性比、构件或结构的挠度（位移）延性比、转角延性比等。一般认为钢筋混凝土抗震结构要求的延性比为3~4。
随着荷载和截面最大弯矩的增大，塑性区的长度和塑性转角继续加大。当界面最大弯矩达到极限弯矩Mu时，转角值也达到了构件的极限塑性转角θu，即构件塑性区的极限转动能力。
钢筋混凝土杆系结构中钢筋局部受拉屈服形成塑性转角后，其直接结果是加大了结构的变形，例如悬臂结构产生很大的刚性转动变形（θp·l），地震荷载下框架柱端的塑性转角加大了层间位移和总位移等。这些附加变形增大了柱、墙等垂直构件的P-Δ效应，影响了结构的极限承载力。另一方面，塑性转角的出现和发展，使超静定结构发生内力重分布，而极限塑性转角值又是验算该结构能否实现内力充分重分布所必需。
计算塑性转角θp和极限塑性转角θu，可以采用虚功原理：在塑性区两侧加上一对方向相反的单位力偶，建立基本方程后可知，塑性区范围内的曲率（1/ρ）图面积Ωp即为塑性转角，在确定了构件的弯矩图、塑性区长度和截面的M-1/ρ关系后，不难算得塑性转角（θp和θu）。
6多种受力状态的滞回曲线
钢筋混凝土构件或节点采用不同的截面和材料、配筋构造，在各种荷载或内力的反复作用下，滞回曲线按一定规律发生变化。
8 轴压比
轴压比偏小和偏大的试件，试验中测得的滞回曲线看，试件的轴力（轴压比）为零，即为受弯构件，滞回环最为丰满，即使受压区混凝土已经破损，顶面和底面的对称配筋仍维持较高承载力，骨架线未见下降，延性极好。如果轴压比高，在荷载的数次反复作用后，滞回环出现捏拢现象，骨架线在峰值后迅即下降，延性较差。试验研究表明, 在一定范围内的柱轴向压力对于框架节点核芯区混凝土的抗剪承载力有提高作用。由于柱轴向压力, 框架节点核芯区混凝土未开裂时, 截面受压区增大,节点区斜压杆作用增强。当混凝土一出现裂缝, 块体间随即产生骨料咬合力，混凝土的抗剪能力得到很大提高。随着轴压比的增大, 抗剪承载力也相应的提高。但当轴压比超过某一临界值时,混凝土发生斜压破坏，抗剪承载力反而下降。所以轴压比是影响节点抗剪能力的主要因素之一。
9 短柱剪切
短柱在剪力V、轴力N和弯矩M共同作用下可能发生剪切破坏，典型的荷载（P=V）-位移（⊿）滞回曲线和骨架线，钢筋混凝土构件的剪切破坏没有物理上的屈服点（Y），但是可以从曲线的几何形状加以适当定值，并计算相应的延性比。
短柱上施加的剪力增大后，在荷载（剪力和弯矩）的反复作用下形成X形裂缝，并不断开展，滞回环的捏拢现象严重，试件突然破坏，骨架线很快下跌，延性很差。反复荷载作用下的构件极限承载力比单调加载的低10%~15%。若柱的剪跨比小、轴压比大和配箍量少时，滞回特性更差。反之，则有所改善。
10 钢筋与混凝土的粘结-滑移
钢筋混凝土构件在地震荷载作用下承受正、负弯矩的反复作用，其内部的纵向钢筋必受拉、压力的反复作用。粘结钢筋拉、压力反复加卸载试验测得的粘结应力-滑移（τ-S）滞回曲线。其骨架线与单调加载试验的τ-S曲线相似，但变形钢筋的平均粘结强度τu约降低14%，光圆钢筋的降低更多，不宜在工程中采用。钢筋-混凝土间粘结-滑移滞回环的形状比一般钢筋混凝土构件的捏拢现象更严重：每次卸载线几乎平行与纵轴，即使全部卸载（τ=0），恢复变形仍极小；当反向加载，应力约达0.2τmax时，出现一个长平台，残余滑移全部恢复，并发生很大的反向滑移，此后应力才伴随着滑移量而增大。粘结钢筋在拉、压力的反复作用下，表面横肋往复滑移，轮番挤压两侧的混凝土，造成肋前破损区的积累和斜裂缝的开展，损伤区由加载端（或构件的裂缝截面）向内部延伸，内部出现交叉斜裂缝。沿钢筋表面的粘结力分布也在正、反向摩擦的交替和破损积累的过程中发生相应变化。钢筋与混凝土的粘结性能在荷载的反复作用下显著的退化。
11 恢复力模型
钢筋混凝土结构在地震作用下产生一系列的非线性性能反应，内力和变形，混凝土的裂缝和钢筋的屈服都在往复地变化。为了进行随地震进程的构件受力性能全过程的动力分析，必须要有反复荷载下材料或截面性能的准确本构关系，即恢复力模型。恢复力模型在一定程度上反应了构件在反复荷载下的刚度退化和捏拢现象等主要特点，计算规则比较简单，因而应用广泛。其他模型在此基础上进行补充和修改，计算结果准确度有所提高。这些模型和实测的滞回曲线相比较，仍有相当大的出入，显得过于简化。但是由于：①混凝土材性、裂缝的出现和发展及粘结滑移等有较大离散性；②地震作用的随机性和不确定性;③M-1/ρ模型的误差对某些结构的计算结果不很敏感等原因，按这些简化模型计算钢筋混凝土构件和结构的滞回性能，仍可取得满意的结果。
参考文献
钱稼如，罗文斌. 建筑结构基于位移的抗震设计[J]. 建筑结构，2001，31(4): 3-6
过镇海，叶列平 《钢筋混凝土结构原理》 北京：清华大学出版社，1999
关键词：节点；抗震性能；影响因素
1框架节点受力性能研究:
节点核芯区在弯矩和剪力、梁和柱端的轴力共同作用下处于多轴的复杂应力状态。混凝土开裂前，节点应力接近于弹性分布，箍筋的应力很低。当荷载达到最大承载力的60%~70%，核心区出现对角线方向的斜裂缝，箍筋应力突然增大。在荷载的多次反复作用下，核心区形成交叉的两组平行斜裂缝，箍筋逐个屈服，裂缝不断开展。同时，梁、柱内纵向钢筋受拉屈服，端部构成塑性铰，钢筋和混凝土的滑移区从构件部分逐渐地伸入节点内部，因而节点的变形增大，刚度退化。核心区混凝土在斜向拉、压应力的交替作用下，斜裂缝多次张合，磨损严重，滞回曲线为严重的捏拢现象。最终，核心区混凝土裂缝增大、破损剥落，承载力下降。节点承载力和滞回特性取决于梁柱端内力的比例、轴压比、纵筋数量和箍筋构造、钢筋锚固等因素。
2结构抗震性能的特点：
结构在地震时发生的相应反应称为地震反应，包括速度、加速度、位移。同时，结构内部发生很大的变形和内力（应力），当它们超过了材料和构件的各项极限值后，结构将出现不同程度的各种破坏现象，例如钢筋屈服，显著的残余变形，混凝土裂缝，碎块或构件坠落，局部的破损，整体结构倾斜，甚至倒塌等等。
3延性的概念和表达
按照研究或分析的对象,广义力-变形关系有具体的物理概念和相应的曲线形状，所有这些宏观的力-变形曲线,可概括为两类典型的形状；一类曲线有明显的尖峰，达到最大承载力（Fmax） 后突然下跌；另一类曲线在临近最大承载力的上下有可观的平台，即能够经受很大的变形，而承载力没有显著降低。一般称前者为脆性，后者为延性。
为了度量和比较结构或材料的延性，必须有一个明确的数值指标，一般取延性或延性比。其定义为：在保持结构或材料的基本承载能力（强度）
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的情况下，极限变形Du和初始屈服变形Dy的比值。当广义变形定为具体物理量时，就有相应的延性比，如截面曲率延性比、构件或结构的挠度（位移）延性比、转角延性比等。一般认为钢筋混凝土抗震结构要求的延性比为3~4。
4 塑性区转角
钢筋混凝土结构在荷载作用下，当部分区段内的钢筋达到屈服强度，但截面弯矩仍小于其极限值（My≤M＜Mu）时，在最大弯矩截面两侧形成一个塑性变形区，此区段内钢筋的塑性伸长大，曲率大大地超过构件的其他部分，形成一个局部的集中转角，成为塑性（铰）转角(θp=θc)。随着荷载和截面最大弯矩的增大，塑性区的长度和塑性转角继续加大。当界面最大弯矩达到极限弯矩Mu时，转角值也达到了构件的极限塑性转角θu，即构件塑性区的极限转动能力。
钢筋混凝土杆系结构中钢筋局部受拉屈服形成塑性转角后，其直接结果是加大了结构的变形，例如悬臂结构产生很大的刚性转动变形（θp·l），地震荷载下框架柱端的塑性转角加大了层间位移和总位移等。这些附加变形增大了柱、墙等垂直构件的P-Δ效应，影响了结构的极限承载力。另一方面，塑性转角的出现和发展，使超静定结构发生内力重分布，而极限塑性转角值又是验算该结构能否实现内力充分重分布所必需。
计算塑性转角θp和极限塑性转角θu，可以采用虚功原理：在塑性区两侧加上一对方向相反的单位力偶，建立基本方程后可知，塑性区范围内的曲率（1/ρ）图面积Ωp即为塑性转角，在确定了构件的弯矩图、塑性区长度和截面的M-1/ρ关系后，不难算得塑性转角（θp和θu）。
5 低周反复荷载下的滞回特性
发生地震时，结构在地震荷载的往复作用下工作，其内力将随之正负交替。结构在这种受力状态下的性能，需要通过相应的低周反复荷载试验加以研究。用结构的整体模型可以进行各种地震波的振动台试验，或者计算机控制的拟动力全过程试验。更多的则是取结构中的一部分，如柱梁构件和节点，或者框架和剪力墙的局部等进行试验。试件按照一定的比例制作，施加的荷载可参照实际受力状况确定，通常是先施加轴向压力N，并维持恒定，然后按等增量（ΔP）施加往复作用的横向力P；当结构（钢筋）屈服后，改为由正、负向变形（位移）增量（ΔΔ）控制横向加载，直至构件破坏并丧失承载力为止。钢筋混凝土压弯构件在实验中量测的滞回曲线的一般形状，正向和反向加卸载（P）的次序分别以奇数和偶数表示。从滞回曲线的形状可以分析构件的抗震滞回特性。6多种受力状态的滞回曲线
钢筋混凝土构件或节点采用不同的截面和材料、配筋构造，在各种荷载或内力的反复作用下，滞回曲线按一定规律发生变化。
7 配筋率
试件对称配筋，其他参数接近的试件，在试验中测得的滞回曲线，通过对比不难看出，提高纵向配筋率（μ=μ’）对于构件的滞回特性和延性都有明显改善，每次反复荷载的滞回环所包围的面积增加，捏拢现象缓解，耗能的能力增强，刚度增大，有利于结构抗震。8 轴压比
轴压比偏小和偏大的试件，试验中测得的滞回曲线看，试件的轴力（轴压比）为零，即为受弯构件，滞回环最为丰满，即使受压区混凝土已经破损，顶面和底面的对称配筋仍维持较高承载力，骨架线未见下降，延性极好。如果轴压比高，在荷载的数次反复作用后，滞回环出现捏拢现象，骨架线在峰值后迅即下降，延性较差。试验研究表明, 在一定范围内的柱轴向压力对于框架节点核芯区混凝土的抗剪承载力有提高作用。由于柱轴向压力, 框架节点核芯区混凝土未开裂时, 截面受压区增大,节点区斜压杆作用增强。当混凝土一出现裂缝, 块体间随即产生骨料咬合力，混凝土的抗剪能力得到很大提高。随着轴压比的增大, 抗剪承载力也相应的提高。但当轴压比超过某一临界值时,混凝土发生斜压破坏，抗剪承载力反而下降。所以轴压比是影响节点抗剪能力的主要因素之一。
9 短柱剪切
短柱在剪力V、轴力N和弯矩M共同作用下可能发生剪切破坏，典型的荷载（P=V）-位移（⊿）滞回曲线和骨架线，钢筋混凝土构件的剪切破坏没有物理上的屈服点（Y），但是可以从曲线的几何形状加以适当定值，并计算相应的延性比。
短柱上施加的剪力增大后，在荷载（剪力和弯矩）的反复作用下形成X形裂缝，并不断开展，滞回环的捏拢现象严重，试件突然破坏，骨架线很快下跌，延性很差。反复荷载作用下的构件极限承载力比单调加载的低10%~15%。若柱的剪跨比小、轴压比大和配箍量少时，滞回特性更差。反之，则有所改善。
10 钢筋与混凝土的粘结-滑移
钢筋混凝土构件在地震荷载作用下承受正、负弯矩的反复作用，其内部的纵向钢筋必受拉、压力的反复作用。粘结钢筋拉、压力反复加卸载试验测得的粘结应力-滑移（τ-S）滞回曲线。其骨架线与单调加载试验的τ-S曲线相似，但变形钢筋的平均粘结强度τu约降低14%，光圆钢筋的降低更多，不宜在工程中采用。钢筋-混凝土间粘结-滑移滞回环的形状比一般钢筋混凝土构件的捏拢现象更严重：每次卸载线几乎平行与纵轴，即使全部卸载（τ=0），恢复变形仍极小；当反向加载，应力约达0.2τmax时，出现一个长平台，残余滑移全部恢复，并发生很大的反向滑移，此后应力才伴随着滑移量而增大。粘结钢筋在拉、压力的反复作用下，表面横肋往复滑移，轮番挤压两侧的混凝土，造成肋前破损区的积累和斜裂缝的开展，损伤区由加载端（或构件的裂缝截面）向内部延伸，内部出现交叉斜裂缝。沿钢筋表面的粘结力分布也在正、反向摩擦的交替和破损积累的过程中发生相应变化。钢筋与混凝土的粘结性能在荷载的反复作用下显著的退化。
11 恢复力模型
钢筋混凝土结构在地震作用下产生一系列的非线性性能反应，内力和变形，混凝土的裂缝和钢筋的屈服都在往复地变化。为了进行随地震进程的构件受力性能全过程的动力分析，必须要有反复荷载下材料或截面性能的准确本构关系，即恢复力模型。恢复力模型在一定程度上反应了构件在反复荷载下的刚度退化和捏拢现象等主要特点，计算规则比较简单，因而应用广泛。其他模型在此基础上进行补充和修改，计算结果准确度有所提高。这些模型和实测的滞回曲线相比较，仍有相当大的出入，显得过于简化。但是由于：①混凝土材性、裂缝的出现和发展及粘结滑移等有较大离散性；②地震作用的随机性和不确定性;③M-1/ρ模型的误差对某些结构的计算结果不很敏感等原因，按这些简化模型计算钢筋混凝土构件和结构的滞回性能，仍可取得满意的结果。
参考文献
钱稼如，罗文斌. 建筑结构基于位移的抗震设计[J]. 建筑结构，2001，31(4): 3-6
过镇海，叶列平 《钢筋混凝土结构原理》 北京：清华大学出版社，1999