4．对有效宽度取值的建议

从各国的研究成果可以看出，目前要准确的给出参与梁端截面抗弯能力的板筋分布有效宽度是比较困难的，因此只能从影响有效宽度范围的主要几个因素出发来得出适用于设计的建议。

首先，板中钢筋的参与程度取决于地震作用下非线性变形的大小，框架梁的塑性铰转角越大，附近板中参与梁作用的钢筋就越多，影响范围也越大；试验中位移延性系数 不同时板筋屈服范围差异很大也反映了这一点。因此必须根据框架可能达到的最大塑性转角确定板的有效宽度。如前所述，ACI规范规定的有效宽度所计算出的抗弯强度接近于实测的当层间水平位移角为2%时的抗弯强度，文献[9][10]给出了严格按我国规范设计的不同烈度区、不同类型的典型框架在多波输入下的弹塑性时程分析中的可能达到的最大层间位移角，汇总如表1所示。其中的六层商场是按照GBJ 10-89规范设计的，而五层厂房是按照GB 50010-2002规范设计的。按修订后规范设计的9度区框架由于新规范对弹性层间位移角提出了更严格的限制条件而使得可能达到的弹塑性层间位移角变小。

从表中可以看出，按新规范设计的框架即使是在罕遇地震作用下最大层间位移角也可认为不大于1.5%(相当于延性位移 ≈3)，在这个基础上，通过与ACI规范的对比，取梁每侧六倍板厚范围作为板的有效宽度是比较合适的，中、美、新、日合作的实验和东南大学的试验也较好的符合了这一取值。

表1 按我国规范设计的典型框架可能达到的最大层间位移角

第二，直交梁对板中钢筋的参与程度也有很大的影响，尤其是在端节点处。所谓直交梁，指的是与所计算的框架梁相垂直的梁。通过受拉翼缘中板作用机理的分析可以知道，板参与负弯矩作用时的拉力是由直交梁和直交梁另一边板中的拉力来平衡的。而在端节点处，直交梁作用是抵抗板中拉力的唯一途径。因此在端节点处直交梁的刚度对板发挥作用有着更大的影响，直交梁在板的作用下将产生扭转和弯曲，同时也就降低了板筋发挥作用的程度。French对20个试验数据进行统计后发现，只考虑腹板所计算出的强度对中间节点和端节点分别比实测强度降低25%和17%，也就是板的贡献在端节点处平均要小一些。并且指出如果直交梁发生破坏，板的贡献看来还要减小。但French和美国学者Kurose ^[11] 均认为，当直交梁截面较大时，端节点处的直交梁（即外墙直交边梁）有能力使板充分发挥其抗拉强度。因此只要直交边梁的刚度和强度与纵梁相比不至于相差太多，在边节点处仍然可以取梁每侧6倍板厚作为板的有效宽度。至于较为准确的刚度比和强度比与有效板宽的关系则需要通过作进一步的试验研究工作来确定。

最后，需要注意的是参与受力板筋的锚固问题和横向钢筋的设置问题。参与梁抗弯能力的板筋拉力是通过直交梁传递到梁－柱节点上的，因此，板中钢筋对梁抗弯能力的作用前提取决于作为梁翼缘的板中钢筋在其受力截面两侧的锚固程度。当梁翼缘内的钢筋参与受拉时，美国ACI规范和加拿大CSA规范还对垂直于梁的横向钢筋有更为严格的构造规定，其中ACI规范规定，横向钢筋应由考虑为承受有效宽度范围内板面荷载的悬臂板的计算确定。因为一旦沿纵梁边形成纵向裂缝，剪应力就不能有效的从框架梁中传递到翼缘板中，板参与梁抗弯作用的范围也就更为有限。

4．结论

1) 板有效宽度是一种计算折合宽度，不是板的实际参与宽度，也不是板参与梁抗弯时所能达到的屈服宽度。

2)根据按中国规范设计的典型框架所能达到的最大层间位移角，可取梁每侧六倍板厚范围作为板的有效宽度。

3) 对框架端节点来说，当直交边梁的抗弯和抗扭刚度与纵梁相比不至于相差太多时，在端节点处仍然可以取梁每侧六倍板厚作为板的有效宽度；但如果直交边梁刚度偏弱，则板的有效宽度取值应相应减少。

4) 在考虑板筋参与梁端抗弯的同时，应注意参与受力板筋的锚固问题和板内与梁垂直方向横向钢筋的设置问题，以保证纵向板筋能有效的参与梁端抗弯。

上一页  [1] [2]