現澆樓板對框架結構柱梁強度比及影響研究

1、汶川地震建筑震害調查與災后重建分析報告北京中國建筑工業(yè)出版社2008.6北京263271.1現澆樓板對框架結構柱梁強度比的影響研究馬千里，葉列平，陸新征，馬玉虎（清華大學土木工程系，北京，100084）摘要：“強柱弱梁”屈服機制是框架結構的抗震設計原則，但由于現澆樓板等因素的影響，實際框架結構并不能實現梁鉸屈服機制。本文總結了大量研究者的試驗和分析結果，并通過算例證明樓板對框架梁的負彎矩承載力有較大提高，因此建議將框架梁等效為Ｔ形或者型

2、梁進行設計計算，在此基礎上按規(guī)范要求考慮柱端彎矩放大系數；或將樓板鋼筋考慮為超配鋼筋，進一步提高柱端彎矩放大系數，使實際結構真正實現“強柱弱梁”的屈服機制。關鍵詞：框架結構，強柱弱梁，柱梁強度比，樓板，有效翼緣寬度1概述框架結構梁鉸屈服機制是抗震設計所期望的框架失效機構?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范條文說明》[1]指出框架結構的變形能力與框架的破壞機制密切相關。試驗研究表明，梁先屈服，可使整個框架有較大的內力重分布和能量消耗能力，極限層間位移增大

3、，抗震性能較好。我國現行的《建筑抗震設計規(guī)范》（GB500102001）[2]規(guī)定，對于考慮地震作用組合的一、二、三級框架柱，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點外，柱端組合的設計彎矩應滿足式（1）要求：ΣMc=ηcΣMb（1）一級框架結構及9度時尚應符合ΣMc=ηcΣMbua（2）其中，ΣMc為節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設計值之和，上下柱端的彎矩設計值，可按彈性分析分配；ΣMb為節(jié)點左右梁端截面反

4、時針或順時針方向組合的彎矩設計值之和，一級框架節(jié)點左右梁端均為負彎矩時，絕對值較小的彎矩應取零；ΣMbua為節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向實配的正截面抗震受彎承載力所對應的彎矩值之和，根據實配鋼筋面積（計入受壓筋）和材料強度標準值確定；ηc為柱端彎矩增大系數，一級取1.4，二級取1.2，三級取1.1。鋼筋設計出的框架梁可能無法滿足實際結構中“強柱弱梁”的要求，實際結構中樓板鋼筋殘余框架梁受力的鋼筋很可能超出框架梁自身配筋面積的10%

5、以上，因此現行規(guī)范規(guī)定的“強柱弱梁”要求，實際無法實現。2典型框架分析為分析研究樓板對框架梁剛度和承載力貢獻的影響，本文設計了兩個典型框架進行分析計算。結構基本設計參數為6層框架，縱橫向各4跨，開間6m6m，層高3.6m，樓面恒載3.75kNm2，活載2.0kNm2，柱截面450mm450mm，梁截面250mm600mm，計算時按（恒載活載）作用于主體結構，7度設防，設計地震分組第一組，梁柱均采用C25級混凝土，縱筋采用HRB335級，

6、樓板采用C20混凝土，鋼筋采用HPB235級?？蚣芸偢咧挥?1.6m，根據規(guī)范按三級框架要求設計。結構設計按PKPM程序計算，柱中每側配筋面積600mm2，角部配200mm2，梁端上部配600mm2，下部配400mm2，梁中部下部配500mm2，上部構造配，考慮到框架各層配筋面積差別不大，同時也為了簡化計算模型，梁柱配筋沿層汶川地震建筑震害調查與災后重建分析報告北京中國建筑工業(yè)出版社2008.6北京263271.3高不再作變動，樓板厚1

7、20mm，樓板鋼筋采用上下兩層分離式配筋，上層配筋率0.6%，下層配筋率0.3%，結構模型見圖2。（a）無樓板框架（b）有樓板框架00.030.060.090.120.1500.0020.0040.0060.0080.01頂點位移角基底剪重比無樓板框架有樓板框架圖2計算模型圖3推覆曲線比較模型采用有樓板和無樓板兩種模型。無樓板的框架結構，按照梁端彎矩相等的原則將樓板荷載折算成梁上線荷載進行計算，以保證兩個結構總質量相同。模型中梁柱單元均