框架梁柱剪力设计值计算未考虑跨高比的影响问题解析

【规范规定】

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）

6.2.6 框架梁、柱，其受剪截面应符合下列要求：

1.无地震作用组合时

V≤0.25β_cf_cbh₀ （4-36）

2.有地震作用组合时

跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱：

跨高比不大于2.5的梁及剪跨比不大于2的柱：

框架柱的剪跨比可按下式计算：

λ=M^c/（V^ch₀） （4-39）

式中 V——梁、柱计算截面的剪力设计值；

——框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与计算方向2倍柱截面有效高度之比值；

M^c——柱端截面未经本规程第6.2.1条、6.2.2条、6.2.4条调整的组合弯矩计算值，可取柱上、下端的较大值；

V^c——柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值；

β_c——混凝土强度影响系数。当混凝土强度等级不大于C50时取1.0；当混凝土强度等级为C80时取0.8；当混凝土强度等级在C50和C80之间时可按线性内插取用；

b——矩形截面的宽度，T形截面、工形截面的腹板宽度；

h₀——梁、柱截面计算方向有效高度。

《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）

6.2.9 钢筋混凝土结构的梁、柱、抗震墙和连梁，其截面组合的剪力设计值应符合下列要求：

跨高比大于2.5的梁和连梁及剪跨比大于2的柱和抗震墙：

跨高比不大于2.5的连梁、剪跨比不大于2的柱和抗震墙、部分框支抗震墙结构的框支柱和框支梁以及落地抗震墙的底部加强部位：

剪跨比应按下式计算：

λ=M^c/（V^ch₀） （4-42）

式中 λ——剪跨比，应按柱端或墙端截面组合的弯矩计算值M^c、对应的截面组合剪力计算值V^c及截面有效高度h₀确定，并取上下端计算结果的较大值；反弯点位于柱高中部的框架柱可按柱净高与2倍柱截面高度之比计算：(www.xing528.com)

V——按本规范第6.2.4条、6.2.5条、6.2.6条、6.2.8条、6.2.10条等规定调整后的梁端、柱端或墙端截面组合的剪力设计值；

f_c——混凝土轴心抗压强度设计值；

b——梁、柱截面宽度或抗震墙墙肢截面宽度；圆形截面柱可按面积相等的方形截面柱计算；

h₀——截面有效高度，抗震墙可取墙肢长度。

《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）

11.3.3 考虑地震组合的矩形、T形和I形截面框架梁，当跨高比大于2.5时，其受剪截面应符合下列条件：

当跨高比不大于2.5时，其受剪截面应符合下列条件：

11.4.6 考虑地震组合的矩形截面框架柱和框支柱，其受剪截面应符合下列条件：

剪跨比λ大于2的框架柱

框支柱和剪跨比λ不大于2的框架柱

式中 λ——框架柱、框支柱的计算剪跨比，取M/（Vh₀）；此处，M宜取柱上、下端考虑地震组合的弯矩设计值的较大值，V取与M对应的剪力设计值，h₀为柱截面有效高度；当框架结构中的框架柱的反弯点在柱层高范围内时，可取λ等于H_a/（2h₀），此处，H_a为柱净高。

【解析】

规定构件的受剪截面控制条件（即剪压比μ_N），其目的首先是防止构件截面发生斜压破坏，其次是限制在使用阶段可能发生的斜裂缝宽度。抗震设计时对此提出更加严格的要求。不满足构件的受剪截面控制条件，剪力墙的剪压比值（名义剪应力）过高，会使构件在早期出现斜裂缝，抗剪钢筋不能充分发挥作用，构件抗剪超筋，即使配置很多抗剪钢筋，也是不能满足构件抗剪承载力要求的，会过早产生剪切破坏。

剪压比μ_N的计算式：

永久、短暂设计状况：μ_N=V/（β_cf_cbh₀）

其值当b/h_w≤4时取0.25；当b/h_w≥6时取0.20；当4＜b/h_w＜6时，按线性内插法确定。

式中 b——截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度；

h_w——截面的腹板高度，矩形截面，取有效高度；T形截面，取有效高度减去翼缘高度；I形截面，取腹板净高。

地震设计状况：μ_N=γ_REV/（β_cf_cbh₀）

抗震设计时，构件剪跨比的限值，对框架梁根据跨高比确定，对框架柱、框支柱根据剪跨比确定。计算跨高比时，梁的计算跨度可取梁的支座中心线之间的距离和1.15l_n（l_n为净跨）两者中的较小值。剪跨比可按λ=M^c/（V^ch₀）计算。注意：M^c是构件端截面未经任何内力调整的组合弯矩计算值，可取上、下端的较大值；而V^c是构件端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值（图4-12）。对框架柱或框支柱，当反弯点位于柱高中部时，可按柱净高与计算方向2倍柱截面有效高度的比值计算。圆形截面柱的截面高度可按面积相等的原则取等效后正方形柱的截面边长，为0.886d，d为圆形截面柱的直径。

图4-12 剪跨比计算简图