框架結構層間梁對樓層抗剪承載力的影響分析

李方 王曉慶 尤培華

中國核電工程有限公司鄭州分公司（450052）

框架結構層間梁對樓層抗剪承載力的影響分析

李方 王曉慶 尤培華

中國核電工程有限公司鄭州分公司（450052）

框架結構設計中，當下層層高大于上層層高，且懸殊較大時，下層的側移剛度較弱，抗剪承載力小于上層。在這種情況下，可采用的技術措施之一是增設層間梁。這里通過對比分析有層間梁和無層間梁的框架柱彎矩的情況，說明層間梁對本層抗剪承載力的影響，以便為工程設計提供有益的借鑒。

框架；層間梁；抗剪承載力

0 引言

框架結構設計中,當某層層高大于上層層高，且兩層的層高相差懸殊時，下層側移剛度較弱和樓層抗剪承載力小于上層?？刹捎玫募夹g措施之一是在有填充墻的跨間增設層間梁來提高該層的側移剛度，但層間梁對其所在樓層抗剪承載力的貢獻并不明確。

1 樓層抗剪承載力

《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.5.3條說明規定：柱的受剪承載力可根據柱兩端實配的受彎承載力按兩端同時屈服的假定失效模式反算[1]。柱抗剪承載力為：

2 計算簡圖

取一榀單層多跨框架為研究對象，假定框架梁抗彎剛度均為∞，框架柱側移剛度均為K，框架層高為H，左側柱頂作用水平荷載為P，詳見圖1a。圖1b在右側跨內均設置層間梁形成復式剛架，其余預設條件與圖1a相同。圖1b層間梁距柱底的距離為λH，其中0<λ<1。

3 模型分析比較

假定圖1a中的各柱柱頂彎矩記為Mu、柱底彎矩記為Ml，則有：

圖1 計算簡圖

再分析圖1b右側n根框架柱的受力。當增設的層間梁使右側局部兩層框架均為完全框架[2]時，有。一般情況下，說明右側n根框架柱配筋量由控制。

設置層間梁后,圖1b右側n根框架柱承擔的水平荷載增加，但由于上層、下層柱高均小于H，不容易判斷與Mu的大小關系和與Ml的大小關系。因此n根框架柱配筋量可能增大，也可能減小。

4 設計建議

層間梁能提高其所在樓層的側移剛度，但對其所在樓層的抗剪承載力可能是有害的。在框架結構設計中，層間梁應謹慎設置。當必須設置時,應避免框架層抗剪承載力減小，可采取以下措施：

未設置層間梁的柱，配筋按完全不設置層間梁的模型計算。設置層間梁的柱，配筋按設置層間梁的模型和完全不設置層間梁的模型計算，取彎矩包絡值進行柱配筋。設置層間梁的柱,計算單柱抗剪承載力時，按不設置層間梁考慮。提高層間梁所在樓層的縱筋配筋放大系數，箍筋配置在縱筋實際配筋量的基礎上按滿足柱強剪弱彎的要求執行。

5 討論

多層框架結構中，某一層若干跨增設了層間梁，提高了本層的側移剛度，改變了結構的剛度分布和質量分布，但改變是局部的，對整體自振周期和振型等固有屬性影響有限。故可認為增設層間梁后，結構的動力特性沒有改變，故框架所承受的水平荷載不變。

根據水平荷載下的柱彎矩圖，增設層間梁相當于在柱高范圍內增加了剛性連桿和抗彎彈性約束。受圍護墻布置的影響，能夠增設層間梁的框架柱占框架柱總數的比例不高。圖1b中的框架本質上還是單層的。

當框架在縱橫兩個方向跨數較多時，豎向荷載作用下承受彎矩較小的框架柱數量占絕對優勢。故忽略豎向荷載作用下層間梁對框架柱配筋量的影響。