抗剪核芯区的讨论

张长江

0 引言
  在PKPM的模型操作中经常碰到抗剪核芯区计算的箍筋比PKPM出图大很多的情况，这些如果设计人员按照PKPM出图不仔细核对的情况下就会造成工程缺陷，违反了设计理念“强柱、弱梁、更强节点核芯区”[1]的设计原则。本文就次问题做了讨论。
1 实例
为了更详细的阐述验算过程，现将某工程示例如下.
     结构类别:钢筋砼框架结构;抗震等级:2级;砼强度等级C 30;轴力N= 660 N;箍筋φ8@ 100.中间节点
内力如图1所示.

图1某工程混凝土构件配筋及钢构件应力比简图   图2对应混凝土构件PKPM配筋结果  图3对应截面

图4对应恒载+活载组合值       图5对应y方向地震力      图6对应×方向地震力  图7对应弯矩包络图
由上图可以看出，以中柱为例，中柱抗剪核芯区G5.1，PKPM计算书中的G×100/(箍筋肢数×箍筋间距)=箍筋单肢面积，G5.1计算过程为510/(6×0.1)= 851,选择φ12@100(6)才能满足，而PKPM出图选用的φ8@100(4)最多只能达到G2.0，抗剪核芯区配筋严重不足。根据程序说明，箍筋加密区和核芯区的箍筋取大者作为配筋，就是加密区和核芯区按相同配筋[2] [3]。产生上述问题的原因分析：原因1，PKPM程序在计算核芯区的箍筋并没有传到出图的模块中，原因2，可能是PKPM的抗剪核芯区本身计算大。
　2手工计算抗剪核芯区
根据建筑抗震设计规范GB 50011-2010，附录D 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算：
     ( D.1.1-1 )　
本例×方向：=656.66kN，
同理y方向，=712.9KN。
作者简介 张长江(1974.6- ),男,汉,硕士，中级职称,新疆乌鲁木齐
验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/ 2时，可采用该侧柱截面宽度
bj = bb + 0.5 hc                    (D.1.2-1)
bj=0.25+0.5×0.55=0.525
  (D.1.2-3)
bj=0.5(0.25+0.55)+0.25×0.55-0.1=0.4375
当梁柱的中线不重合且偏心距不大于柱宽的1/4时，核芯区的截面有效验算宽度可采用上款和下式计算结果的较小值，得出取节点核芯区组合的剪力设计值，应符合下列要求(D. 1. 3)
　    
　 =1214kN
　　D.1.4 节点核芯区截面抗震受剪承载力，应采用下列公式验算：
      ( D.1.4-1 )
　
=1348.56kN
均满足要求。
经查， SATWE 构件信息：
Vj×=  -999. Asvj×=   510,Mma××=229.9
Vjy=   854. Asvjy=   171.，Mma×y=221.3
本工程梁柱在y轴偏心100,在×轴方向偏心为0。
由此可以看出：本身PKPM的计算并没有问题，而是核芯区的箍筋计算没有传到出图模块，这就需要结构设计人员自己加备注点明抗剪核芯区的箍筋。
3　解决问题的办法
根据箍筋计算原则，G0.5计算过程为50/(2×0.1)=250,φ8@200(2)恰好满足，G2.0计算过程为200/(4×0.1)=500，φ8@100(4)恰好满足，根据箍筋计算原理编制如下表格
      箍筋计算配筋选用表         表1
       箍筋选择                      程序计算结果      双肢箍(第一种) 双肢箍第二种选择 四肢箍
G0.5 φ8@200(2) 　 φ8@200(4)
G0.6 φ8@150(2) 　
G0.7 φ8@100(2) φ10@200(2)
G0.8 φ10@150(2) 
G0.9  φ8@100(2)
G1.0  φ12@150(2)
G1.1 φ10@100(2) 
G1.2   φ8@150(4)
G1.3  
G1.4   φ8@100(4)
G1.5  
以上表格只是其中一部分，其余的以此类推。另外注意由于箍筋的变化需要配合柱纵筋的调整，以本例说明，原来设计箍筋φ8@100(4)，配合b边纵筋4HRB400级直径16，而现在调整为φ12@100(6)，则需要将b边纵调整为纵筋6HRB400级直径16，否则无法实现柱的箍筋构造要求。

图8某工程抗剪核芯区
4　结束语
PKPM软件在使用过程中还需要多琢磨，多实践，才能更好地做出合理的结构。
参考文献
[1] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S] 
[2] 杨星. 中国建筑工业出版社出版.PKPM结构软件从入门到精通[M]北京：中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部,2008.8
[3] 中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部.PKPM结构软件施工图设计详解[M] 北京：中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部, 2009年10月