[发明专利]钢筋混凝土框架梁的延性构造及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土框架结构抗震技术领域，特别是涉及一种钢筋混凝土框架结构框架梁端设置水平缝后的延性构造系统，使框架结构更易形成强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件等概念设计的实施方法和连接构造。

背景技术

随着对建筑结构震害调查分析和研究，建筑物在抗震技术中的性能设计和延性设计概念已经深入人心。各常规的结构体系中，钢筋混凝土框架结构体现性能设计和延性设计概念最为充分，实施方式和采取的方法也最易于理解和掌握。钢筋混凝土框架结构通过内力调整，达到大震作用下框架梁端形成塑性铰的目标，使框架结构在大震下形成卓越的耗能机制，从而避免竖向柱类构件的严重损坏并避免倒塌。

在形成框架梁端塑性铰的目标控制下，需要对框架的梁柱构件及节点进行内力调整，如梁端的剪力设计值要大于其对应的弯矩设计值，节点上下柱端弯矩值之和要大于节点左右梁端弯矩设计值之和；同时，柱截面所受的剪力设计值要大于其对应的弯矩设计值，节点的受剪承载力也要做相应的放大调整。这些内力调整的措施再加上规范规定的构造措施均为达到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件的构杆件设计目标。

历次震害表明，尽管遵循了规范对框架结构的延性设计要求，按“强柱弱梁”等原则设计的框架结构总是出现“强梁弱柱”的破坏特征，即框架结构主要在柱端产生破坏而非梁端，同时构件的剪切破坏也多先于弯曲破坏发生，梁柱节点区的剪切破坏也使得建筑物倒塌难于避免。这些破坏模式与框架抗震设计的基本原则严重不符，通过抗震内力调整达到延性设计的原则难以实现。

在导致理想延性设计难以实施的各项因素中，有楼盖与梁的整体受力及板内钢筋共同工作对梁端实际受弯承载力的放大影响，有梁高过高引起的“尺寸效应”导致的梁体实际受剪承载力降低，有大尺寸梁的梁端弯矩对梁柱节点区域及节点下施工缝区域的冲切影响。另外，对于梁高大于柱高尺寸较多或梁柱节点区域较大时，按不考虑节点区尺寸影响的杆系结构内力分析模型将显著低估柱端所受到的弯矩及剪力。即使是考虑了强柱弱梁的内力调整后，由于梁端本身变形能力及富裕度较高，使得柱端破坏提前发生。

针对现有技术存在的缺陷，提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢筋混凝土框架结构延性构造措施，使得较大的梁端抗弯刚度得以适当调整，从刚度和强度两方面调整梁的受弯截面特性，并不降低梁的剪切承载能力，从而保证强柱弱梁、梁端强剪弱弯概念的实现。

为达到上述延性构造，本发明提供的技术方案是：一种钢筋混凝土框架梁的延性构造，在框架梁的两端部的纵向设置有水平缝。

优选的，所述的框架梁高度方向上至少设置有两条水平缝。

所述的水平缝为在框架梁的宽度方向上通透的矩形孔洞。或者，

所述的水平缝为框架梁腹板两侧表面上向内凹的水平凹槽。

所述的水平缝的两侧加设有附加纵筋，附加纵筋的长度是水平缝长度的1.5-2倍；附加纵筋与框架梁自身的普通纵筋之间设置有加密箍筋，相邻的水平缝之间的附加纵筋之间也设置有加密箍筋，加密箍筋的配箍率是普通箍筋的1.5倍以上。

本发明还提供了上述钢筋混凝土框架梁的延性构造的施工方法，包括以下步骤：

步骤101，在钢筋混凝土框架结构的框架梁普通纵筋和普通箍筋的设置过程中，按设置水平缝的要求，设置框架梁两端的水平缝的缝间分隔梁的附加纵筋和加密箍筋；

步骤102，在框架梁两端的水平缝处，设置嵌入模板或嵌入聚苯板，然后支设外部模板；

步骤103，进行框架梁两端水平缝间混凝土的浇筑，浇筑混凝土到规定强度后，拆除外模板及缝间模板，形成框架梁两端的水平缝；该水平缝为框架梁的宽度方向上通透的矩形孔洞或框架梁腹板两侧表面上向内凹的水平凹槽。

本发明的有益效果是：

1、将整截面梁用水平缝（槽）沿高度分隔后，可按设计调整梁端抗弯刚度，将柱跨间的梁综合线刚度水平进行优化设计，使框架梁、柱的线刚度比处于较合理的水平。尤其对于跨度较大的框架梁，不但要做到承载能力方面的强柱弱梁，也应在线刚度水平、节点域变形能力上进行合理化设计。

2、框架梁端沿高度分隔后，独自配箍设置，可有效降低大截面尺寸效应造成的抗剪承载力降低。同时，提高了箍筋对混凝土的有效约束，设缝后虽然混凝土横截面积有削弱，但总体的抗剪承载力仍可保持不低于设缝前水平。

3、分缝后的框架梁端对梁柱节点的剪切作用和普通梁端不同，可有效降低梁端弯矩对节点域的剪切作用，改善节点域的受力状态，提高节点域的安全裕度，保证强节点弱杆件概念设计的实现。