宽扁梁的应用研究

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1、工程简介：　　天健世纪花园子项小学风雨操场为三层框架结构体系，局部大空间，基础采用钢筋砼独立柱基。由于建筑立面要求轻巧简洁，三层（顶层）局部边跨限制梁高，仅能为500高。顶层采用密肋梁结构体系，11-A、11-5轴边跨梁为宽扁梁，梁断面为1000x500、600x500，采用上翻梁，平面布置如下图一所示。　　宽扁梁的设计：　　对于宽扁梁的设计，2001版抗震规范仅对其断面有规定，并没有详述的细则。参考国内外的文摘和论文，国外的学者认为：节点区的所有力平衡是关键，宽梁的部分筋若在柱外侧通过时，在斜压杆的上下端就没有能起平衡作用的竖向压力，

2、在柱外的那部分梁可能被剪坏。他们据此提出两种解决方法，1、将梁的上部钢筋全部配置在柱宽范围内；2、配置竖向筋以承担压杆推力产生的竖向分力。　　参考国内的文献，前种方法仅适用于梁比柱稍宽一点的情况，否则，柱内钢筋将密得无法施工，若以牺牲梁的有效高度而设置多排筋，显然也不合理，但我们要求有70%左右的钢筋通过柱子。对第二种方法，国内有不少的专门论述。有关实验指出，宽扁梁在静载和低周反复荷载作用下，破坏区域基本在节点外核心区。在外核心区设置箍筋可以起到保护内核，转移塑性铰的作用，而且有必要设穿过柱内的垂直钢筋，以增强外核心区的强度。综上所述，

3、节点设计中，节点外核心区抗扭是宽扁梁的核心所在。　　框架节点核心区水平抗剪箍筋配置：　　 宽扁梁框架节点核心区水平抗剪箍筋除在内核心区柱内按现行混凝土结　　 　　　　　　构设计规范要求设置外，还应在外核心区周边设置，其构造要求为：　　 一级抗震等级  ≥φ12@100　　 二、三级抗震等级 ≥φ10@100　　 非抗震等级 ≥φ10@200　　双向宽扁梁节点，可利用宽扁梁腰筋双向贯通构成。单向宽扁梁节点，可利用宽扁梁腰筋双向贯通附加另向水平拉结筋构成。　　框架节点外核区抗扭纵筋配置：　　双向宽扁梁梁高相等时，宜通过按计算要求增加框架梁纵

4、向钢筋构成；双向宽扁梁梁高不等时，可在矮宽扁梁方向外核心区底部加设朝上开口箍筋构成底部抗扭纵筋；单向宽扁梁时，可通过设置节点核心区附加封闭箍筋构成（形式上相当于宽扁梁箍筋延伸进节点核心区）。　　当采用附加封闭箍筋形式时，其构造要求为：　　 一级抗震等级  ≥φ12@100　　 二、三级抗震等级 ≥φ10@100　　 非抗震等级 ≥φ8@100　　框架节点外核心区周边抗扭封闭箍筋配置：　　按计算要求通过附加外核心区角部垂直拉筋与节点外核心区宽扁梁纵向钢筋焊接或搭接构成。　　附加垂直拉筋的构造要求为：　　 一级抗震等级  ≥φ12@100　

5、　 二、三级抗震等级 ≥φ10@100　　 非抗震等级 ≥φ8@100　　框架节点外核心区垂直抗剪箍筋配置：　　宽扁梁框架节点外核心区内部还应设置垂直抗剪拉筋作抗剪箍筋，勾住进入外核心区的宽扁梁纵向钢筋并与之绑扎，其构造要求为：　　 一级抗震等级  ≥φ10@100　　 二、三级抗震等级 ≥φ8@100　　 非抗震等级 ≥φ8@100　　本工程在用SATWE程序计算过程中并未发现宽扁梁计算结果的异常，可见程序并未考虑这点，故应复核。柱宽500，梁高500，梁宽分别为1000、600，经验算满足承载力及构造要求。仅以图五为例验算11-3轴

6、框架节点抗剪承载力：　　宽扁梁框架节点水平剪力设计值按现行混凝土结构设计规范执行，查SATWE计算结果：V=419KN  N=466.09KN　　宽扁梁框架节点水平抗剪承载力设计值：　　VJ=[0.1ηJ(1+N/fcbchc)fcbJhJ+fyvAsv(hbo-a’s)/S+0.07fcbohJ]/rRE　　  且VJ≤(0.3ηJfcbJhJ)/rRE　　rRE：考虑地震作用组合的抗剪承载力调整系数　　ηJ：宽扁梁对节点的约束影响系数　　N：考虑地震作用组合的节点上柱轴向压力设计值　　 当N>0.5fcbchc时,取N=0.5fcb

7、chc　　bJ：框架节点内核心区水平抗剪截面有效宽度　　hJ：框架节点水平抗剪截面高度,一般等于节点外核心区宽度　　a’s：宽扁梁受压区纵筋合力点至受压区边缘的距离　　fyv：框架节点内水平箍筋抗拉设计强度　　Asv：框架节点内同一水平截面内与水平剪力同向的水平箍筋各  　　肢的截面积之和　　S：框架节点区内沿高度方向的水平箍筋间距　　　　bb：宽扁梁截面宽度　　hb：宽扁梁截面高度　　hb0：宽扁梁截面高度　　b0：框架节点外核心区水平抗剪截面有效宽度　　　　且VJ≤(0.3ηJfcbJhJ)/rRE=(0.3x1.83x12.5x7

8、50x500)/0.85=3027.6KN　　满足设计要求。　　此工程中的扁宽梁为框架边梁，除必须满足配置协调抗扭需要的抗扭钢筋外，尚需考虑由另一方向扁梁传至框架边梁的附加剪力，在该范围内应适当加强，图二—