框架梁竖向加腋对结构计算的影响

摘 要：一些大型高层钢筋混凝土框架结构和框架剪力墙结构受到层高和建筑使用净高的要求，框架梁的截面高度取值往往受限，特别遇到风管从框架梁下过时，梁的截面高度将受影响，然而由于柱距较大，框架梁两端在结构计算中承受的较大的地震作用，将框架梁两端竖向加腋可以很好的解决这类问题，本文根据工程实例，对框架梁竖向加腋高度一定时，加腋部分的长度对结构计算的影响进行了具体计算，并对结果进行了比较分析。

关键词：框架梁竖向加腋抗震验算

中图分类号：TU223文献标识码： A

工程概况；

本工程为一栋高层办公楼，位于乌鲁木齐市河南东路，由新疆俊发绿城房地产开发有限公司投资建造，地下1层，地上23层，总建筑面积33200m2，房屋高度95.900m，宽度22.850m，长度51.100m，主体结构采用框架―剪力墙结构，基础采用筏板基础，基础置于天然地基上，持力层为中风化基岩土层，地基承载力特征值为400KPa。

本工程标准层层高为3.900m，沿长向柱距最大10.800m，沿短向柱距为10.850m，主楼部分框架梁截面宽度设计为450mm，截面高度设计为800mm~900mm，主楼部分标准层平面布置如图1所示。

由于轴上的框架梁底有设备管道经过，设备管道尺寸较大，不能采用穿梁的方法来实现，该轴上的框架梁截面高度须减小来满足使用上对净高的要求，因此，将轴框架梁截面尺寸改为500600，对跨度为10.800m的框架梁两端做竖向加腋，用来增加节点部位的刚度，减小层间位移。

竖向加腋尺寸对结构抗震验算的影响；

选择框架梁竖向加腋高度为200mm，加腋长度与加腋高度之比分别为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1，在其他结构计算参数均相同的情况下对不同竖向加腋尺寸的结构进行了抗震计算，并与框架梁截面尺寸为500600、500800的计算结果进行了比较，以第五标准层轴上~轴间框架梁为例，研究了以上七种情况下框架梁在恒载、活载、X向地震、Y向地震等荷载工况作用下的受力的变化情况以及框架梁配筋计算结果的变化情况。

图1 主楼标准层平面布置图

恒载、活载、X向地震、Y向地震作用下框架梁两端及跨中弯矩标准值分别如表1、表2、表3、表4所示，框架梁设计弯矩包络值如表5所示，框架梁两端及跨中配筋计算结果如表6所示。

表1 恒载作用下框架梁两端及跨中弯矩标准值 (kNm)

表2 活载作用下框架梁两端及跨中弯矩标准值 (kNm)

表3 X向地震作用下框架梁两端及跨中弯矩标准值 (kNm)

表4 Y向地震作用下框架梁两端及跨中弯矩标准值 (kNm)

表5 框架梁设计弯矩包络值 (kNm)

表6 框架梁配筋计算结果 ()

从表1、表2可以看到，在恒载以及活载作用下，框架梁两端支座负弯矩标准值随着竖向加腋尺寸的增加呈增大的趋势，跨中正弯矩呈减小的趋势；与截面高度为800mm的框架梁相比，在恒载以及活载作用下，带竖向加腋的框架梁的支座负弯矩和跨中正弯矩都减小了；与截面高度为600mm的框架梁相比，在恒载以及活载作用下，带竖向加腋的框架梁的支座负弯矩和跨中正弯矩变化很小。

从表3、表4可以看到，在X向地震以及Y向地震作用下，框架梁两端支座负弯矩标准值随着竖向加腋尺寸的增加呈增大的趋势；与截面高度为800mm的框架梁相比，带竖向加腋的框架梁支座负弯矩都减小了将近50%；与截面高度为600mm的框架梁相比，带竖向加腋的框架梁支座负弯矩变化很小，

从表5可以看出，截面高度为800mm的框架梁设计弯矩包络值均为最大，带竖向加腋的框架梁和截面高度为600mm的框架梁设计弯矩包络值变化不大。

从表6可以看出，截面高度为800mm的框架梁跨中正筋配筋率最小，其他情况下跨中配筋率变化不大，截面高度为600mm的框架梁支座负筋配筋率最大，其他情况下支座负筋配筋率变化不大。

结束语；

通过比较带竖向加腋的框架梁与普通矩形截面框架梁抗震计算结果，可以得出以下结论。

1、与截面高度较小的框架梁相比，带竖向加腋的框架梁在增加内力很小的条件下有效地增加了框架节点部位的刚度，并减小了框架梁支座负筋的配筋率提高了框架节点核心区的抗震性能。

2、与截面高度较大的框架梁相比，在减小节点核心区刚度较小的条件下，带竖向加腋的框架梁有效的减小了地震作用在框架梁的支座产生的负弯矩，并增加了跨中的净使用高度。

3、当竖向加腋高度相同时，加腋部分长度对结构计算影响不大，可以根据建筑使用要求灵活设计。当加腋部分长高比小于6时，加腋部分另行配置附加钢筋，当加腋部分长高比大于等于6时，框架梁底部钢筋在加腋部位直接弯折后锚入柱内。