摘要：框架結構設計中，地坪拉梁是否應建入模型整體計算存在較大爭議;理論分析及震害調查表明框架結構的底層柱對整體結構的抗倒塌起到關鍵作用，框架結構底層柱的承載能力應適當加強;現(xiàn)行版本PKPM程序不支持框架結構修改嵌固端所在層號，模型中建入地坪拉梁后形成計算一層，被程序默認為嵌固端所在層對柱彎矩值進行調整，對常發(fā)生破壞部位的柱承載力卻未調整;本文認為現(xiàn)階段地坪拉梁不應建入整體模型計算。

關鍵詞：框架結構;地坪拉梁;抗倒塌能力;承載力調整

Abstract: In the design of frame structure, floor beam should be built into the model of integral calculation in great dispute; theoretical analysis and seismic damage investigation showed that the frame structure of bottom columns on the overall structure of the collapse has played a key role, frame structure of bottom column bearing capacity should be strengthened; the current version of PKPM does not support frame structure modification of block fixed end where the layer number, model built into the floor after the formation of a layer of the pull beam calculation, by default as the fixed end where the layer on the column moment value is adjusted, the often destroyed parts of the column bearing capacity without adjustment; in the current stage, floor beam should not be built into the whole model calculation.

Key words: frame structure; floor beam; collapse resistant capacity; capacity adjustment

中圖分類號： TU2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

1 前言

框架結構設計中，通常在建筑地坪處設置縱橫向拉梁(以下簡稱地坪拉梁)。設置地坪拉梁，即起到了調節(jié)基礎不均勻沉降的作用，同時也承擔建筑一層墻體的豎向荷載，防止出現(xiàn)因施工時基坑回填土質量難以控制，壓實系數(shù)不能滿足設計要求而引起的一層墻體沉降裂縫的問題。

采用PKPM設計軟件計算框架結構時，地坪拉梁是否應該建入模型整體計算在結構設計人員中一直存在較大爭議。為此，本文基于現(xiàn)行版本的PKPM計算軟件(10版2011年3月28日)，以整體模型中將地坪拉梁建入與不建入所帶來不同的計算結果為線索對這一問題進行探討，分析框架結構計算時是否應將地坪拉梁帶入整體模型。

2 地坪拉梁的作用

盡管框架結構設計圖紙中對基坑回填土及房心土有壓實系數(shù)不小于0.94的要求，但在實際工程中，業(yè)主、監(jiān)理及施工單位往往對主體結構的質量都很重視，卻常常忽視回填土的壓實質量，建筑一層的隔墻砌筑后不久便會出現(xiàn)明顯的沉降裂縫，個別工程中出現(xiàn)的裂縫還很嚴重，常因此造成返工，即耽擱了工期又浪費了材料。

因此，設計中在建筑地坪處(通常梁頂標高-0.100)設置地坪拉梁以承托建筑一層的墻體荷載，有效的防止了墻體的沉降裂縫。

框架結構的一層柱底從基礎頂面算起，計算高度比上一層要高很多，往往造成該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%，建筑一層形成薄弱層。設置地坪拉梁后，將原計算一層(基礎頂面~一層頂)分隔成兩個計算層，即計算一層(基礎頂面~地坪拉梁頂)和計算二層(地坪拉梁頂~一層頂)，可以消除因計算一層高度太大而引起的側向剛度不規(guī)則的問題。

3 模型中建入地坪拉梁的影響分析

由于框架柱中存在軸壓力，即使在采取必要的抗震構造措施后，其延性能力通常仍比框架梁偏小;加之框架柱是結構中的重要豎向承重構件，對防止結構在罕遇地震下的整體或局部倒塌起關鍵作用，故在抗震設計中通常均需采取“強柱弱梁，底層柱更強”的措施，即人為增大柱截面的抗彎能力，以減少柱端形成塑性鉸的可能性【3】。比較合理的結構體系應為下部結構剛度大，上部結構剛度逐漸減小。因此，框架結構的底層柱對于整個結構的抗倒塌能力起著至關重要的作用。

2008年5.12汶川地震后震害調查表明，框架結構的底層柱出現(xiàn)了嚴重破壞，而上部結構卻破壞很小甚至完好，本該是強柱弱梁卻呈現(xiàn)了強梁弱柱的破壞，造成了相當?shù)娜藛T傷亡。圖1【1】為映秀鎮(zhèn)某三層框架，地震中該建筑一層完全坍塌，

僅存上部兩層。圖2【2】為某框架結構底層柱發(fā)生嚴重破壞傾斜。這些調查表明框架結構的底層柱在地震時更容易發(fā)生破壞，更應該加強其承載力，計算嵌固端所在層即底層的柱下端過早出現(xiàn)塑性屈服，將影響整個結構的抗地震倒塌能力。

為此，《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)中6.2.3條規(guī)定：一、二、三、四級框架結構的底層，柱下端截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5、1.3、1.2，底層柱縱向鋼筋應按上下端的不利情況配置【3】。

如圖3所示，框架結構計算時建入地坪拉梁，基礎頂面~地坪拉梁頂形成計算一層，建筑一層變?yōu)橛嬎愣�層，即地坪拉梁頂~建筑一層頂。而現(xiàn)行版本PKPM程序在計算時會自動對底層柱即嵌固端所在層按《抗規(guī)》6.2.3條對柱下端截面組合的彎矩設計值分別乘以相應增大系數(shù)，程序默認計算一層為嵌固端所在層，尚不支持框架結構修改嵌固端所在層號。根據(jù)上述震害調查，框架結構的底層柱破壞發(fā)生在嵌固端至建筑一層頂之間，發(fā)生在基礎頂面~地拉梁頂之間的破壞鮮有報道。因此，建入地坪拉梁后，程序的計算結果與規(guī)范規(guī)定的調整目的不一致。

基于以上論述，本文認為現(xiàn)階段框架結構設計時地坪拉梁不應帶入整體模型計算。

4 地坪拉梁的的計算方法

地坪拉梁不建入整體模型中，其配筋計算可取拉梁所拉結的柱子中軸力較大者的1/10，作為拉梁軸心受拉的拉力，進行承載力的計算;以拉梁平衡柱底彎矩，柱基礎按中心受壓考慮。當相鄰兩跨跨度相等時，拉梁彎矩在中支座可取柱底彎矩的一半，在邊支座側取柱底彎矩。拉梁正彎矩鋼筋全部拉通，負彎矩鋼筋1/2拉通。并且拉梁的構造應滿足抗震要求。如拉梁承托隔墻、樓梯或其他豎向荷載，則應將豎向荷載所產生的拉梁內力與上述計算所得內力組合計算。拉梁截面寬度可取L/35~L/20，高度可取L/20~L/12。如不考慮拉梁平衡柱底彎矩，配筋應上下相同，總量不少于4?14,箍筋不少于?6@200,拉梁截面取下限。【4】

如果因建筑一層計算高度太大出現(xiàn)側向剛度薄弱層，可采用基礎短柱調整嵌固端標高來減小一層計算高度�；�礎短柱的構造做法參見《11G101-3》67、68頁。

5 結論

本文簡要介紹了地坪拉梁的作用，通過理論分析及震害調查表明框架結構的底層柱對整體結構的抗倒塌起到關鍵作用，框架結構底層柱(嵌固端~建筑一層頂)的承載能力應適當加強。

模型中建入地坪拉梁后形成計算一層(嵌固端~地坪拉梁頂)，被程序默認為嵌固端所在層對柱彎矩值進行調整，而對常發(fā)生破壞部位的柱承載力卻未調整，現(xiàn)行版本PKPM程序不支持框架結構修改嵌固端所在層號。因此，本文認為現(xiàn)階段地坪拉梁不應建入整體模型計算。

6 展望

《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)中3.6.6條規(guī)定，利用計算機進行結構抗震分析，計算模型的建立、必要的簡化計算與處理，應符合結構的實際工作狀況�？蚣芙Y構如需要設置地坪拉梁，計算時本應將地坪拉梁建入模型�，F(xiàn)階段不建議建入模型計算的原因在于程序不完善，希望程序升級后能解決這一問題。

參考文獻：

【1】 葉列平，陸新征，趙世春，李易.框架結構抗地震倒塌能力的研究——汶川地震極震區(qū)幾個框架結構震害案例分析.建筑結構學報.2009，30(6)

【2】 李宏男，肖詩云，霍林生.汶川地震震害調查與啟示。建筑結構學報.2008,29(4)

【3】 GB 50011-2010.建筑抗震設計規(guī)范

【4】 全國民用建筑工程設計技術措施.結構.地基與基礎.2009

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