规范对于框架梁贯通中柱的钢筋直径限值的原理是什么?
《抗规》,《混规》、《砼高规》等各规范对抗震等级为一级、二级、三级的框架梁内贯通中柱的钢筋直径规定都差不多。对于框架结构中贯通矩形框架柱钢筋直径不应大于该方向的截面尺寸的1/20,贯通圆形柱的钢筋直径不大于钢筋所在位置弦长的1/20;对于其它类型结构的框架不宜大于上述规定的1/20。《抗规》对于框架结构用的是不应,其他类型结构是不宜;另两本规范规定都为不宜。
从以上的各规范规定来看,对于框架结构的框架梁贯通中柱的钢筋直径规定较严格,那么为什么有这样的规定呢?
主要是为了增加在地震时混凝土柱对梁中贯通钢筋的握裹力。一般梁的上部纵向钢筋在中柱的两侧是贯通的,纵筋只有直锚段,锚固条件较差,而且由于柱两侧梁在地震作用下的弯矩是变号的,也就是一侧的梁上部纵向钢筋受拉,另一侧的梁上部纵向钢筋是受压的。而且地震作用是不断改变方向的,钢筋在拉压作用下很容易从混凝土中拔出,因此对钢筋的锚固长度做了较严格的限制,相当于贯通中柱的梁纵向钢筋筋锚固长度不小于20d。
为什么只对中柱的梁贯通钢筋有要求,对边柱却没有规定呢?这是因为边柱部位的梁锚固一般是直锚加弯锚,锚固条件要优于中柱,而且只有一侧与框架梁相连,受到的力小中柱,所以边柱的梁纵筋不用满足此要求。对于梁下部的钢筋一般是分别锚入柱中的,不存在此种情况。
在框架结构设计中要注意此规定,否则对抗震是不利的。当不满足此时,可以减小梁的钢筋直径或者增加柱的截面高度。