剪力墙与框架梁不同相交方式钢筋用量差异分析

余 军 范桂郊 黄世明

(中建三局第二建设工程有限责任公司华南分公司，广东深圳 518000)

在框架—核心筒结构中，框架梁作为核心筒与外围钢管柱的纽带，是保证核心筒能与外围柱体共同抵抗外界荷载的关键因素，而在现场施工中往往就涉及到因框架梁与剪力墙相交方式不同带来的构造措施上的种种差异，作为施工方在保证结构安全性、耐久性、舒适性的条件下，选取合适的构造措施避免钢筋浪费，是控制施工成本目标的有效措施之一。本文结合11G101-11，13G101-11及一般框架结构内力分析图对此进行了一个探讨。

框架梁与剪力墙的连接方式主要分两类:1)框架梁与剪力墙在平面内相交;2)框架梁垂直于剪力墙相交。

1 框架梁与剪力墙在平面内相交

在11G101-1第85页谈到关于抗震框架梁KL，WKL箍筋加密区的范围，抗震等级为一级时:箍筋加密区大于2.0hb且大于500;抗震等级为二至四级时:大于1.5hb且大于500，如图1所示;本抗震构造措施同样是适用于框架梁与剪力墙平面连接的情况。

在13G101-11第55页也讲到当框架梁与剪力墙在平面内相交时(如图2所示)，按框架节点或连梁处理(取决于梁的跨高比，大于5时按框架节点处理，小于5时按连梁处理)，即梁两端的箍筋加密区范围根据抗震等级进行加密，梁纵筋在剪力墙内的锚固长度要满足抗震要求下锚固长度LaE。

某框架梁与剪力墙平面内相交施工现场见图3。

2 框架梁、剪力墙于平面外垂直相交

对于该种情况，不能笼统的一概而论，要根据剪力墙与框架梁两者之间的相对抗弯刚度而定，当剪力墙平面外的刚度较大，需要考虑剪力墙平面外地震作用力，同时梁的截面高度也较大(一般大框架梁都满足此要求)，该节点趋于刚性节点，梁的上、下纵筋，箍筋均应按抗震框架梁的构造措施进行锚固、加密。

图1 抗震框架梁箍筋加密区

图2 框架梁与剪力墙平面内相交

图3 某框架梁与剪力墙平面内相交施工现场

反之当剪力墙平面外刚度较小，不需要考虑剪力墙平面外的地震作用力，梁截面也较小，考虑为半铰接、铰接时，按一般非抗震梁构造要求进行锚固(如图4所示)。

图4 框架梁与剪力墙平面外相交

又比如当框架梁的一端支座为另一垂直相交的主梁时(见图5)，该框架梁在此处的结点仍然可按非抗震框架梁结点处理(见图6)。

图5 框架梁一端支座为主梁

图6 某框架梁与剪力墙平面外相交施工现场

因此当框架梁与剪力墙垂直相交时，需联系设计方，确定两者之间的相对刚度关系、结点按刚接处理，还是按铰接处理。

3 两种构造措施差异分析

上述两种构造措施的出发点，可以从以下两个结构力学模型进行切入。综上可知，即竖向构件作为框架梁的支座是否有足够的约束刚度，来约束框架梁端部的转角变形使之共同受力。对于第一种情况(见图7，图8):框架梁与剪力墙在平面相交时，剪力墙在平面内有足够大的抗弯约束刚度，它能够与框架梁形成刚节点共同变形抵抗侧向地震作用力，这时梁内弯矩是非常大的，同时弯曲变形带来的破坏剪力亦非常大。因此框架梁必须要满足抗震构造要求。对于第二种情况(见图9，图10):框架梁与剪力墙在平面外垂直相交或框架梁一端支座为另一垂直主梁时，首先剪力墙在平面外方向刚度较小，地震作用力亦较小，而且也没有足够的约束刚度来约束梁端变形保证共同抗侧力。因此该情况下，梁内力相对第一种情况较小，可按非抗震构造要求进行施工。

图7 剪力墙与梁平面内相交力学模型弯矩内力

图8 剪力墙与梁平面内相交力学模型变形图

图9 剪力墙与梁平面外相交力学模型弯矩内力

图10 剪力墙与梁平面外相交力学模型变形图

4 经济效益分析

以某框架—核心筒结构5层～9层标准层为研究对象，其中KL4，KL5，KL6，KL7，KL8，KL9 均为一端支座为钢管柱，一端支座为剪力墙的框架梁，共12个节点区域。经上述论证框架梁与剪力墙平面外相交时，不考虑箍筋加密区，从原来的144个箍筋数降至72个。每层箍筋减少量为72个箍筋，合计重量135 kg。该单位工程共50层，其中地上48层，地下室2层共计节约重量钢筋梁M=50×135 kg=6 750 kg，所以整个3号楼共能节约大概6 750 kg钢筋(如表1所示)。整个绿地二期T3楼和T4楼结构类似，并且T4比T3工程量更大，在此基数上更能有质有量节约钢筋用量，降低工程造价。

表1 钢筋用量差异对比

5 结语

因此在进行框架—核心筒的施工过程中，对于框架梁与剪力墙连接处钢筋构造，需根据两者不同的连接方式，在保证结构安全性、耐久性、舒适性条件下，采取合适的构造措施，能够有效节约钢筋用量，控制施工成本。

［1］13G101-11，施工常见问题答疑图解［Z］.2013.

［2］11G101-1，混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图［Z］.2011.

［3］王焕定.结构力学［M］.北京:清华大学出版社，2012.