吳 錚 郭春陽 王 越

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

0 概述

鋼筋混凝土框架結構由于其自身的側向剛度較小，地震作用引起的側向位移較大，故合理的抗震措施成為框架結構抗震性能實現(xiàn)的有力保證。按照多層鋼筋混凝土框架柱抗震概念設計的要求，結構應具有多道抗震防線，其中的一個原則是“強柱弱梁”。所謂“強柱弱梁”就是柱子不先于梁破壞，梁的破壞屬于構件破壞，是局部性的，柱子破壞則危及整個結構的安全。由于“強梁弱柱”型框架結構的底層柱上下端出現(xiàn)塑性鉸,將迅速導致結構的倒塌；反之，“強柱弱梁”型框架結構，在全部梁端出現(xiàn)塑性鉸并迫使結構底部也出現(xiàn)屈服變形時，結構才會破壞。

1 影響強柱弱梁的因素

1）柱軸壓比的影響?，F(xiàn)行規(guī)范軸壓比限值偏高是導致框架結構抗地震倒塌能力不足的主要原因。在地震過程中,軸壓比過高容易造成柱壓潰破壞，適當控制軸壓比對實現(xiàn)強柱弱梁機制是非常有益處的。

2）梁計算中樓板的影響。在結構設計中一般都是不考慮樓板參與整體計算，大部分情況下是直接將荷載倒算的梁上，而在計算水平荷載(地震與風荷載)的時候考慮樓板對梁剛度的提高作用,用一個中梁(邊梁)剛度放大系數(shù)來考慮樓板的作用，但計算梁配筋的時候又只考慮矩形截面，這樣一來形成了本來是T形梁承受荷載，鋼筋計算卻完全集中在矩形截面中。

3）填充墻對結構剛度的影響。在實際工程中很多圍護結構是砌體墻，而地震作用下砌體墻與梁一起運動，無疑對梁有一個較大的加強作用。而柱子一般情況下額外承受砌體墻與梁共同作用產生的剪力，這對抗震規(guī)范“強梁弱柱”機制的實現(xiàn)是個很大的挑戰(zhàn)。對墻體較多的框架結構，填充墻在建筑中大多分布不均勻，易造成框架結構剛度中心較大偏離計算模型中的剛度中心，結構計算時僅僅進行周期折減是不能完全考慮其對框架的真實影響。

4）裂縫計算加大了梁端的抗彎能力。不合理的裂縫計算加大了梁端配筋面積，導致梁端計算彎矩過大，梁端裂縫寬度計算值大于實際值，同時，加大梁端配筋，抗震調幅與梁端裂縫撓度計算的矛盾，對“強柱弱梁”機制實現(xiàn)增加了新的負擔。

2 結構計算參數(shù)的選取

計算中應嚴格按照地震區(qū)的劃分，選取正確的設計基本地震加速度值。框架結構由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震作用效應偏小，使結構偏于不安全,因而應對結構的計算周期進行折減。折減系數(shù)可根據填充墻的材料及數(shù)量按規(guī)范選取。SATWE或TAT等計算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，未考慮樓板形成T形截面而引起梁剛度增大，計算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全。因此計算時應將梁剛度進行放大,放大系數(shù)中梁取2.0，邊梁取1.5為宜。計算中應考慮樓梯構件的影響。SATWE軟件計算中，框架柱的角柱在特殊構件定義里面一定要設定，否則引起框架柱的角柱配筋不足。

3 現(xiàn)澆框架柱、梁、板的混凝土強度等級的問題

鋼筋混凝土框架結構中，設計時從構件的結構重要性和受力特征、經濟上來看，往往把梁、柱、板的混凝土采取不同的等級，但從實際情況看，弊多利少，容易出現(xiàn)下列問題:

1）澆筑平面內出現(xiàn)三種強度等級的混凝土，增加了施工難度，延長了施工工期，而且很可能由于施工管理不善，會出現(xiàn)低強度等級的板澆筑了高強度混凝土，而高強度等級的梁或結點處澆筑了低強度混凝土，造成了質量隱患。

2）會造成一塊樓板上四周設置施工縫、梁端部設置施工縫等不正確的施工工藝，處理不當，不但增加施工難度，而且造成質量隱患。

因此，設計時應注意:現(xiàn)澆框架的梁、柱和板的混凝土應盡量采用統(tǒng)一的強度等級，以簡化施工工藝，保證施工質量;不能統(tǒng)一時，可以柱采用一種混凝土強度，梁和板采用另一種混凝土強度,只在結點處采用特殊措施，比如用鐵絲網等辦法，以保證結點處混凝土等級與柱的混凝土強度一致。

4 設計構造方面的問題

梁端截面的底面和項面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級不應小于0.5，二、三級不應小于0.3。對于賓館、辦公樓等有長短跨梁的建筑，短跨負筋小，長跨負筋大，可以采用長短跨負筋分別配筋的方法解決比值不滿足的問題。

框架柱配筋構造措施:1）樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯此處的柱可能成為短柱，當形成短柱時箍筋全長加密。2）對框架結構外立面為帶形窗或設置空調洞時，因設置連續(xù)的窗過梁，使外框架柱成為短柱時箍筋全長加密。3）一級及二級框架的角柱箍筋應全長加密。一級及二級框架柱非加密區(qū)箍筋間距不應大于l0倍縱向鋼筋直徑。

總之，影響“強柱弱梁”實現(xiàn)的因素很多，綜合考慮各種因素，合理的計算及設計方法，尚需在工程實踐中不斷補充和完善。

5 結語

影響“強柱弱梁”機制實現(xiàn)的因素很多，如目前設計計算軟件的缺陷、理論研究的滯后和抗震措施的不足等。完善設計計算理論及計算軟件的開發(fā)、加快理論研究的步伐和彌補抗震措施的不足，對“強柱弱梁”機制的實現(xiàn)具有重大現(xiàn)實意義。

[1]GB50011-2010,建筑抗震設計規(guī)范[S].