框架结构层间梁对楼层抗剪承载力的影响分析

李方 王晓庆 尤培华

中国核电工程有限公司郑州分公司（450052）

框架结构层间梁对楼层抗剪承载力的影响分析

李方 王晓庆 尤培华

中国核电工程有限公司郑州分公司（450052）

框架结构设计中，当下层层高大于上层层高，且悬殊较大时，下层的侧移刚度较弱，抗剪承载力小于上层。在这种情况下，可采用的技术措施之一是增设层间梁。这里通过对比分析有层间梁和无层间梁的框架柱弯矩的情况，说明层间梁对本层抗剪承载力的影响，以便为工程设计提供有益的借鉴。

框架；层间梁；抗剪承载力

0 引言

框架结构设计中,当某层层高大于上层层高，且两层的层高相差悬殊时，下层侧移刚度较弱和楼层抗剪承载力小于上层。可采用的技术措施之一是在有填充墙的跨间增设层间梁来提高该层的侧移刚度，但层间梁对其所在楼层抗剪承载力的贡献并不明确。

1 楼层抗剪承载力

《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.3条说明规定：柱的受剪承载力可根据柱两端实配的受弯承载力按两端同时屈服的假定失效模式反算[1]。柱抗剪承载力为：

2 计算简图

取一榀单层多跨框架为研究对象，假定框架梁抗弯刚度均为∞，框架柱侧移刚度均为K，框架层高为H，左侧柱顶作用水平荷载为P，详见图1a。图1b在右侧跨内均设置层间梁形成复式刚架，其余预设条件与图1a相同。图1b层间梁距柱底的距离为λH，其中0<λ<1。

3 模型分析比较

假定图1a中的各柱柱顶弯矩记为Mu、柱底弯矩记为Ml，则有：

图1 计算简图

再分析图1b右侧n根框架柱的受力。当增设的层间梁使右侧局部两层框架均为完全框架[2]时，有。一般情况下，说明右侧n根框架柱配筋量由控制。

设置层间梁后,图1b右侧n根框架柱承担的水平荷载增加，但由于上层、下层柱高均小于H，不容易判断与Mu的大小关系和与Ml的大小关系。因此n根框架柱配筋量可能增大，也可能减小。

4 设计建议

层间梁能提高其所在楼层的侧移刚度，但对其所在楼层的抗剪承载力可能是有害的。在框架结构设计中，层间梁应谨慎设置。当必须设置时,应避免框架层抗剪承载力减小，可采取以下措施：

未设置层间梁的柱，配筋按完全不设置层间梁的模型计算。设置层间梁的柱，配筋按设置层间梁的模型和完全不设置层间梁的模型计算，取弯矩包络值进行柱配筋。设置层间梁的柱,计算单柱抗剪承载力时，按不设置层间梁考虑。提高层间梁所在楼层的纵筋配筋放大系数，箍筋配置在纵筋实际配筋量的基础上按满足柱强剪弱弯的要求执行。

5 讨论

多层框架结构中，某一层若干跨增设了层间梁，提高了本层的侧移刚度，改变了结构的刚度分布和质量分布，但改变是局部的，对整体自振周期和振型等固有属性影响有限。故可认为增设层间梁后，结构的动力特性没有改变，故框架所承受的水平荷载不变。

根据水平荷载下的柱弯矩图，增设层间梁相当于在柱高范围内增加了刚性连杆和抗弯弹性约束。受围护墙布置的影响，能够增设层间梁的框架柱占框架柱总数的比例不高。图1b中的框架本质上还是单层的。

当框架在纵横两个方向跨数较多时，竖向荷载作用下承受弯矩较小的框架柱数量占绝对优势。故忽略竖向荷载作用下层间梁对框架柱配筋量的影响。