我們常規(guī)的設(shè)計(jì)都是將框架梁的跨中底筋全部伸入支座，并在支座中錨固，如下圖所示：
這常常會(huì)造成節(jié)點(diǎn)鋼筋擁擠，施工麻煩，且不易保證施工質(zhì)量， 實(shí)際在16G101-1P35頁中，明確規(guī)定了梁下部縱筋不伸入支座的做法：
將上述規(guī)定表達(dá)成圖，就是下面這樣：
但很多人認(rèn)為，框架梁下部鋼筋不全部伸入支座是不安全的，所以在設(shè)計(jì)中很少采用部分底筋伸入支座的做法，土木君今天和大家一起看看，是否全部底筋伸入支座一定是更安全的。
首先，我們看看梁的彎矩包絡(luò)圖，可知，正常情況下，尤其是在豎向荷載作用下，梁底部鋼筋在支座處是比跨中小的，也就是說具備梁底部鋼筋不全部伸入支座的條件。
再看看抗震性能上的優(yōu)劣。我們知道，框架結(jié)構(gòu)應(yīng)保證強(qiáng)柱弱梁，也就是匯交在同一節(jié)點(diǎn)的上、下柱端截面在軸壓力作用下的受彎承載力之和應(yīng)大于兩側(cè)梁端截面受彎承載力之和，實(shí)現(xiàn)塑性鉸先出在梁端，推遲或避免柱端形成塑性鉸。但由于種種原因，實(shí)際工程中卻保證不了強(qiáng)柱弱梁機(jī)制的出現(xiàn)，反而在震害中出現(xiàn)了較多的強(qiáng)梁弱柱，詳情可點(diǎn)擊查看→《框架抗震的深層次解讀》。土木君想說，如果將框架梁下部鋼筋全部伸入支座，會(huì)進(jìn)一步加劇強(qiáng)梁弱柱這種不合理現(xiàn)象的出現(xiàn)。
我們先看看規(guī)范為了保證強(qiáng)柱弱梁所做的規(guī)定。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》?GB 50011-2010第6.2.2條： 一、二、三、四級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外，柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求：
一級(jí)的框架結(jié)構(gòu)和9度的一級(jí)框架可不符合上式要求，但應(yīng)符合下式要求：
將上述兩個(gè)公式用圖形來表達(dá)，就是下圖這樣：
可以看出，節(jié)點(diǎn)處梁的實(shí)際抗彎能力包括節(jié)點(diǎn)處的頂筋和底筋，一端為梁頂筋發(fā)揮作用，另一端為梁底筋發(fā)揮作用，并應(yīng)計(jì)入梁受壓鋼筋和相關(guān)樓板鋼筋。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》?GB 50011-2010第6.3.3 條第 2 款：梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級(jí)不應(yīng)小于 0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于 0.3。
規(guī)范規(guī)定了梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值，因?yàn)樗鼘?duì)梁的變形能力有較大影響。梁端底面的鋼筋可增加負(fù)彎矩時(shí)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，還能防止在地震中梁底出現(xiàn)正彎矩時(shí)過早屈服或破壞過重，從而影響承載力和變形能力的正常發(fā)揮。這樣控制的目的是使梁端不至于過早破壞，而在地震中我們希望的是梁端先出現(xiàn)塑性鉸并開始耗能，過早的梁端破壞也不是我們希望的結(jié)果，因此，梁底筋伸入支座內(nèi)是要保證與頂筋的比例的。
但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，如果將下部的全部鋼筋錨入支座，支座處梁底筋的配置量對(duì)于二、三級(jí)框架，往往要超過頂筋的 0.3 倍很多。這些在支座端超出計(jì)算量要求的鋼筋，會(huì)造成梁的實(shí)際受彎能力大幅增加，從而造成強(qiáng)梁弱柱的情況出現(xiàn)。
如下圖所示，按實(shí)際配筋計(jì)算的梁受彎能力，超過按強(qiáng)柱弱梁計(jì)算值的（12+9）/(12+3)=1.4倍。
所以，將梁底部鋼筋全部伸入支座，在強(qiáng)震作用下，框架有可能不是更安全的。