框架梁抗震構(gòu)造措施的基本要求

趙寶貴，孫汝岳

（1.黑龍江省水利第二工程處，哈爾濱 150300;2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

1 引言

古今中外都有地震災(zāi)害發(fā)生，而現(xiàn)今在世界各地發(fā)生的地震災(zāi)害顯然較千年前、百年前、甚至幾十年前造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失要大的多的多。因?yàn)楝F(xiàn)在城市（城鎮(zhèn)）人口密集，財(cái)產(chǎn)積量多。據(jù)資料分析，我國地震烈度Ⅶ度以上的區(qū)域占全國總面積的40%以上[1]，而50萬人口以上的大中城市，處于地震烈度Ⅶ度以上地區(qū)約占54%[1]?？梢娢覈诘卣鸱矫娣罏?zāi)減災(zāi)的任務(wù)是多么地重。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面多采用框架結(jié)構(gòu)，可減緩對建筑的破壞。以下簡述框架梁抗震構(gòu)造措施[2]。

2 框架梁截面尺寸要求

1）梁的截面寬度bb≥200 mm，且≥柱寬bc的1/2。

2）梁凈跨ln≥截面高度的4倍。

3）梁截面高度hb和截面寬度bb的比值≤4。

試驗(yàn)研究表明，ln/hb＜4的框架梁，其性能與細(xì)長梁的性能顯著不同，在反復(fù)荷載作用下，ln/hb＜4的框架梁容易發(fā)生非柔性的剪切破壞。ln/hb＞4的框架梁，在反復(fù)荷載作用下，塑性鉸區(qū)有橫向失穩(wěn)的危險(xiǎn)。

3 縱向鋼筋

1）縱向受拉鋼筋最小配筋百分率，不應(yīng)小于表1規(guī)定的數(shù)值。但對IV類場地上較高的高層建筑，應(yīng)將表中數(shù)值提高0.1;對剪力墻結(jié)構(gòu)的框支層柱，應(yīng)按角柱考慮。

表1中的數(shù)值比非抗震設(shè)計(jì)的限值要嚴(yán)，目的是保證極限彎矩大于開裂彎矩，以便在屈服彎矩與開裂彎矩之間提供一個(gè)較大的約束范圍，避免開裂后截面的轉(zhuǎn)動(dòng)急劇發(fā)展。

表1 框架縱向鋼筋最小配筋百分率 %

2）一般說來，隨著受壓鋼筋的增加，構(gòu)件延性提高。為了保證塑性鉸區(qū)能提供足夠的延性，在框架梁的兩端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，縱向受壓鋼筋和縱向受拉鋼筋的截面面積的比值，應(yīng)符合下列要求：

一級抗震等級A's/As≥0.5;二、三級抗震等級A's/As≥0.3。

3）為確保鋼筋的連續(xù)性，確保在任意地震作用下，在梁的全長范圍內(nèi)的截面均具有必要的正彎矩和負(fù)彎矩能力，從而導(dǎo)致塑性鉸發(fā)生在端梁附近。要求梁頂面和底面有貫通梁全長的縱向鋼筋（可按搭接長度搭接）。

對一、二級抗震等級，應(yīng)有鋼筋直徑≥14 mm的兩根縱筋，且貫通梁全長的上、下部縱向鋼筋的截面面積不應(yīng)小于梁端的上、下部鋼筋中較大截面面積的1/4。

對三、四級抗震等級，應(yīng)有鋼筋直徑≥12 mm的兩根縱筋。

4 箍筋

試驗(yàn)表明，加密箍筋有效的約束混凝土，避免主筋壓屈，提高抗剪承載能力。限制斜裂縫開展，增大截面延性，因此是改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的有效措施?？蚣芰褐泄拷畹臉?gòu)造要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）震害調(diào)查表明，框架梁的破壞主要集中在梁端1.5～2.0倍梁高長度范圍內(nèi)。為此GBJ11-89明確規(guī)定了梁端箍筋的加密區(qū)長度、箍筋最大間距和箍筋最小直徑（表2）。

表2 加密區(qū)長度、箍筋最大間距和最小直徑 mm

表2中d為縱向鋼筋直徑;hb為梁高。箍筋最小直徑除符合表2要求外，尚不應(yīng)小于縱筋直徑的1/4。

當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率＞2%時(shí)，表2中箍筋最小直徑應(yīng)增大2 mm。

2）加密區(qū)箍筋肢距：一、二級≤200 mm，三、四級≤200 mm;縱向鋼筋每排多于4時(shí)，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定。

圖3 框架梁縱向鋼筋錨固要求

3）沿梁全長箍筋的配筋率ρsv不應(yīng)小于下列規(guī)定：

一級抗震等級0.035fc/fyv;二級抗震等級0.030fc/fyv;三、四級抗震等級0.025fc/fyv。

且箍筋的間距應(yīng)符合非抗震設(shè)計(jì)的規(guī)定。

第一個(gè)箍筋應(yīng)設(shè)置在距構(gòu)件節(jié)點(diǎn)邊緣≤50 mm處。

4）框架梁縱向鋼筋錨固要求：框架梁上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn);梁的下部縱向鋼筋伸入中間節(jié)點(diǎn)的錨固長度≥laE，且通過中心線≥5 d（圖1）。

梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，一、二級均不宜大于柱截面高度的1/20;當(dāng)一級時(shí)，宜在柱軸線附近的上部縱向鋼筋上增加附加錨固的措施。

框架梁的縱向鋼筋在端節(jié)點(diǎn)內(nèi)錨固長度應(yīng)伸過節(jié)點(diǎn)中心線;當(dāng)縱向鋼筋在端節(jié)點(diǎn)內(nèi)的水平錨固長度不夠時(shí)，沿柱節(jié)點(diǎn)外邊向下彎折，但彎折前的水平錨固長度≥0.45 laE，彎折后的垂直錨固長度≥10 d，但≤22 d（圖1）。

[1]徐偉，王靜愛，史培軍，等.中國城市地震災(zāi)害危險(xiǎn)評價(jià)[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2004（1）：9-10.

[2]曹宏，李秋勝，李桂青.工程結(jié)構(gòu)抗震[M].北京：氣象出版社，1993.