附录R 框架扁梁结构的设计与构造

R.1 一般规定

R.1.1 钢筋混凝土扁梁截面高度，可取梁计算跨度的1/16～1/22；预应力混凝土扁梁截面高度，可取梁计算跨度的1/20～1/25；其截面高度，均不宜小于板厚的2.5倍。

R.1.2 扁梁的截面宽高比，不宜大于3。

R.1.3 扁梁截面尺寸宜符合下式的要求：

    式中：b_c——柱截面宽度，圆形截面取柱直径的0.8倍(mm)；
          b_b——扁梁截面宽度(mm)；
          h_b——扁梁截面高度(mm)；
          d——柱纵筋直径(mm)。

R.1.4 框架边梁采用扁梁时，其截面宽度不宜大于柱截面的高度。

R.1.5 框架扁梁结构的楼板应现浇，梁中心线宜与柱中心线重合，扁梁应双向布置。

R.1.6 预应力混凝土扁梁的预压应力不宜过大，扁梁受拉边缘混凝土产生的拉应力应符合下列表达式的要求：
     按荷载效应准永久组合计算时：

    按荷载效应标准组合计算时：

    式中：σ_ct——受拉边缘混凝土拉应力(N/mm²)；
          f_tk——混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm²)。

R.2 结构计算

R.2.1 在竖向荷载作用下，扁梁的计算应符合下列规定：
    1 扁梁的受弯和受剪承载力以及正常使用极限状态的裂缝宽度和挠度，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定计算和验算；
    2 框架边梁应配置协调扭转所需要的附加抗扭纵向钢筋和箍筋；
    3 在框架边梁与扁梁交叉的结合部，应计入扁梁传给边梁的附加剪力，边梁的箍筋应适当加强。

R.2.2 在有风荷载组合荷载作用下，扁梁的计算应符合下列规定：
    1 风荷载作用下，某一方向扁梁除应承受本身的弯矩和剪力外，尚应承受与之相交的另一方向扁梁传来的扭矩，其扭矩可按下列公式计算：

    式中：T_x——作用在x向扁梁上的扭矩(N·mm)；
          T_y——作用在y向扁梁上的扭矩(N·mm)；
          M^l_y、M^r_y——作用在y向框架节点左、右侧扁梁端的弯矩设计值(N·mm)；
          M^l_x、M^r_x——作用在x向框架节点左、右侧扁梁端的弯矩设计值(N·mm)；
          A^l_soy、A^r_soy——y向框架节点左、右侧扁梁端未通过柱内的纵向受拉钢筋截面积(mm²)；
          A^l_sox、A^r_sox——x向框架节点左、右侧扁梁端未通过柱内的纵向受拉钢筋截面积(mm²)；
          A^l_sy、A^r_sy——y向框架节点左、右侧扁梁端全部纵向受拉钢筋截面积(mm²)；
          A^l_sx、A^r_sx——x向框架节点左、右侧扁梁端全部纵向受拉钢筋截面积(mm²)。
    2 垂直于风荷载作用方向的扁梁端，处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下，其截面限制条件及承载力，应符合下列表达式的要求，其截面配筋可按弯矩、剪力和扭矩分别计算的纵向受拉钢筋和箍筋面积叠加后确定：

    式中：M、M_u——弯矩、受弯承载力(N·mm)；
          V、V_u——剪力、受剪承载力(N)；
          T、T_u——扭矩、受扭承载力(N·mm)；
          W_t——截面受扭塑性抵抗矩(mm³)；
          β_c——混凝土强度影响系数；
          h_b0——扁梁截面有效高度(mm)。
    3 平行于风荷载作用方向的扁梁端，处于弯矩和剪力共同作用下，其截面限制条件及承载力计算应与普通框架梁相同。

R.2.3 框架节点核心区的受剪承载力，其计算应符合下列规定：
    1 框架节点在图R.2.3-1所示的核心区1范围内破坏时，其剪力可按下列公式计算：

 
图R.2.3-1 节点在核心区1范围内破坏

As-全部纵向受拉钢筋；As1-通过核心区1的纵向受拉钢筋；1-破坏范围

    式中：V_j1——核心区1承受的剪力(N)；
          A^l_s1、A^r_s1——节点左、右侧梁通过核心区1的纵向受拉钢筋截面积(mm²)；
          A^l_s、A^r_s——节点左、右侧梁的全部纵向受拉钢筋截面积(mm²)；
          H_c——节点上柱和下柱反弯点之间的距离(mm)。  

 
图R.2.3-2 节点在核心区2范围内破坏
1-破坏范围

    2 框架节点在图R.2.3-2所示的核心区2范围内破坏时，其剪力可按下列公式计算：

    式中：V_j2——核心区2承受的剪力(N)；
          H_c——节点上柱和下柱反弯点之间的距离(mm)。
    3 框架节点核心区2承受的剪力，应符合下式要求：

    式中：η_j——梁对节点的约束影响系数，对四边有梁约束的中间节点取1.5，其他取1.0；
              h_c——柱截面高度(mm)。
    4 框架节点核心区1承受的剪力、框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差，应分别符合下式的要求：

    式中：V_j——分别为框架节点核心区1承受的剪力、框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差(N)；
          η_j——梁对节点的约束影响系数，对两个正交方向有梁约束的中间节点核心区1取1.5，其他取1.0；
          A_j——节点核心区面积，对框架节点核心区1承受的剪力，取图R.2.3-1所示的abcd面积；对框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差，取图R.2.3-2所示的abef和cdgh面积(m㎡)；
          N——节点上柱底部的轴力设计值(N)；
          A_sv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm²)；
          s——沿柱长度方向上箍筋的间距(mm)；
          α_a——附加钢筋(腰筋或箍筋)的强度折减系数，在核心区abcd面积内取1.0；在核心区abef和cdgh面积内取0.8；
          f_yv——箍筋的抗拉强度设计值(N/mm²)；
          f_ya——附加钢筋的抗拉强度设计值(N/mm²)；
          A_sa——配置在同一截面内附加钢筋各肢的全部截面面积(mm²)；
          s_a——沿柱长度方向上附加钢筋的间距(mm)。
    5 节点上柱底部的轴力设计值的取值，应符合下列规定：
        1)验算框架节点核心区1承受的剪力时，应符合下式的要求，当轴力为拉力时，取为0：

     式中：f_c——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)。
        2)验算框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差时，不计及柱子轴力影响。

R.3 构造要求

R.3.1 框架扁梁选用的混凝土强度等级、混凝土受压区高度、纵向受拉钢筋的最大和最小配筋率、纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋的截面面积比值、纵向受力钢筋在梁柱节点内的锚固要求，以及其他配筋构造等，均应与普通框架梁相同。

R.3.2 扁梁内的箍筋末端应设置在混凝土受压区内，并应做成不小于135°的弯钩；弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的10倍。

R.3.3 框架扁梁端截面内宜有大于60％的上部纵向受力钢筋穿过柱子，并应锚固在柱核心区内；对于边柱节点，框架扁梁端的截面内未穿过柱子的纵向受力钢筋，应可靠地锚固在框架边梁内。

R.3.4 当中柱节点和边柱节点在扁梁交角处的板面顶层纵向钢筋和横向钢筋间距大于200mm时，应在板面布置附加的斜向钢筋(图R.3.4)。 

图R.3.4 扁梁柱节点的配筋构造
1-柱内核心区箍筋；2-核心区附加腰筋；
3-核心区附加水平箍筋；4-板面附加斜向钢筋；
5-扁梁；6-框架边梁；7-柱

R.3.5 框架扁梁结构框架柱内节点核心区的配箍量及构造要求应与普通框架相同，柱外核心区可配置附加水平箍筋及拉筋，拉筋的直径不宜小于8mm；当核心区受剪承载力不能满足计算要求时，可配置附加腰筋(图R.3.4)。