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摘要：对我国先后颁布的三部抗震设计规范（GBJ11-89，GB50011-2001和GB50011-2010）中第6.2.2条进行了比较，并分析了调整原因。通过与欧美规范的对比，可以看出，我国规范中柱端弯矩增大系数的取值已高于欧共体。目前我国仍采用《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006），笔者提出现阶段异形柱结构设计中柱端弯矩增大系数的建议性取值。最后通过对规范的理解，提出在设计过程中要精细化设计，以使“强柱弱梁”失效概率降到最低，并提出具体建议。
关键词：建筑抗震设计规范6.2.2条；GBJ11-89，GB50011-2001，GB50011-2010；柱端弯矩增大系数；异形柱；强柱弱梁
Abstract: China has promulgated three of the standard aseismatic design (GBJ11-89, GB50011-2001 and GB50011-2010) in the first article 6.2.2 are compared, and analyzes the reason adjustment. Through the comparison of rules and Europe and the United States, can see, the bending moment of Chinese code column increase coefficient has been higher than the European Union. At present our country still use the concrete special column frame structure technical regulations (JGJ149-2006), the author propose special-shaped columns in the structural design of the column advisory bending moment increase coefficient values. Finally through to the understanding of the standard, and puts forward the design process to fine design, to "strong column weak beam" failure probability to a minimum, and puts forward concrete Suggestions.
Keywords: building the standard aseismatic design article 6.2.2; GBJ11-89, GB50011-2001, GB50011-2010; The column increase coefficient moment; Special-shaped columns; Strong column weak beam
中图分类号:TU973+.31文献标识码：A 文章编号：
0、前言
框架结构的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关。试验研究表明，梁端屈服型框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好；柱端屈服型框架容易形成倒塌机制。
在强震作用下结构构件不存在承载力储备，梁端受弯承载力即为实际可能达到的最大弯矩，柱端实际可能达到的最大弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。这是地震作用效应的一个特点。因此，所谓“强柱弱梁”指的是节点处梁端实际受弯承载力Maby和柱端实际受弯承载力Macy之间满足下列不等式：
∑Macy＞∑Maby
这种概念设计，由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强，难以通过精确的承载力计算真正实现，因此规范中引入了框架柱端弯矩增大系数。
1、新老规范对比及修改原因分析
1.1新老规范对比
1.1.1规范（GBJ11-89）内容
一、二级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者外，梁柱端弯矩应分别符合下列公式要求：
一级∑Mc=1.1∑Mbua或 ∑Mc=1.1λy∑Mb
二级∑Mc=1.1∑Mb
式中∑Mc为节点上下柱端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；∑Mb为节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；∑Mbua为节点左右梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和；λy为节点实配增大系数，可按节点左右梁端纵向受拉钢筋的实际配筋面积之和与计算面积之和的比值的1.1倍采用，或經分析比较后确定。
1.1.2规范（GB50011-2001）内容
一、二、三级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb （ηc为柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1）
一级框架结构及9度时尚应符合：
∑Mc=1.2∑Mbua
式中∑Mc、∑Mb释义同规范（GBJ11-89）；∑Mbua释义中要求实配钢筋面积应计入受压筋。
1.1.3规范（GB50011-2010）内容
一、二、三、四级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb （ηc为柱端弯矩增大系数，对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2；其它结构类型中的框架，一级1.4，二级1.2，三、四级可取1.1）
一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：
∑Mc=1.2∑Mbua
式中∑Mc、∑Mb释义同规范（GBJ11-89）；∑Mbua释义中要求实配钢筋面积应计入受压筋和相关楼板钢筋。
1.1.4三部规范对比
在三次规范的修订中，逐渐补充低抗震等级框架的柱端弯矩调整系数；框架结构的框架柱端弯矩调整系数逐渐加大；非框架结构中框架柱端弯矩调整系数基本维持在2001规范水平；要求更真实的反映框架梁实配钢筋面积。
1.2修改原因分析
我国从规范（GBJ11-89）开始，正式引入抗震设计，早期的规范更多的借鉴了国外规范，缺乏实践检验，而汶川地震为规范（GBJ11-89）及规范（GB50011-2001）提供了一次检验机会，从众多文献中可以看到，规范（GBJ11-89）以后，严格按规范建设的钢筋混凝土框架房屋在汶川地震中基本经受住了考验，相对规范（GBJ11-89）以前建设的房屋损毁率及破坏程度均较低。但在这次地震中也暴漏出一些问题，大量钢筋混凝土框架柱端产生破坏，而框架梁基本完好，即“强梁弱柱”的破坏形式；而按规范（GB50011-2001）建设的房屋产生这一现象的比例，明显低于按规范（GBJ11-89）建设的房屋，可见采用增大框架柱端弯矩增大系数及真实的反映框架梁实配钢筋面积的方式进行设计对“强柱弱梁”的形成是行之有效的。
2、规范（GB50011-2010）与欧美规范的对比
就提高各类构件抗剪能力而言，各国措施基本相同。而在柱截面抗弯能力相对于梁需要增强多大幅度的问题上，各国规范大致有以下两类效果不尽相同的做法。一类以新西兰NZS3101规范为代表，取相对较大的柱弯矩增强系数，从而能达到在强震下仅梁端和底层柱脚形成塑性铰，其余柱截面原则上不出铰，即较理想的“梁铰机构”控制效果。另一类则包括欧共体EC8规范、美国ACI318-02规范和中国修订前后的《建筑抗震设计规范》，因其柱弯矩增强系数取值较小，在强震下只能形成梁铰出现较早、较普遍，而柱铰出现较迟、塑性转动较小的“梁柱铰机构”。比较而言，前一类做法虽柱纵筋用量相对较大，但对上部柱截面的延性要求低；后一类做法柱纵筋用量相对较小，但必须通过限制柱轴压比和柱端约束措施以保证柱截面具有足够延性。
中国与欧洲规范柱端弯矩增大系数对比表
从上面的表格可以看出，我国对框架结构柱端弯矩增大系数的要求，除一级的框架结构和9度的一级框架外，已经超过了欧共体的要求。
3、异形柱框架结构中柱端弯矩增大系数取值
现阶段，我国仍采用《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006），而此规范第5.1.5条中对柱端弯矩增大系数有专门规定，规范（GB50011-2010）实施后如继续采用此值显然不合理。从“规范（GB50011-2001）”与“异形柱规程（JGJ149-2006）”的比较可以看出，规范对异形柱各方面的要求均大于对框架柱的要求，仅就柱端弯矩增大系数而言，二级抗震等级异形柱ηc=1.3是普通二级框架柱结构的1.08倍，三级抗震等级异形柱框架ηc=1.1与普通框架柱结构取值相同。因此笔者认为现阶段异形柱结构的设计中，框架柱端弯矩增大系数应采用不低于新抗规中的数值；而在规范（GB50011-2010）中，框架结构在相同地震烈度及抗震等级下，房屋界限高度有所降低，因此，建议对于低于并接近高度分界的框架体系异形柱建筑，提高一个抗震等级后，采用规范（GB50011-2010）的数值。
4、设计中应注意的问题
虽然经过两次规范的调整，柱端弯矩增大系数已大幅增加，然而新抗规条文说明中指出，当计入楼板和钢筋超强影响时，要真正实现“强柱弱梁”，柱端弯矩增大系数取值往往需要大于2.0，因此要求我们设计人员在设计过程中要精细化设计，以使“强柱弱梁”失效概率降到最低，在此，笔者提出如下建议，供设计人员参考。
（1）对于高度较高的建筑，尽量避免采用纯框架的结构形式，宜采用局部布置剪力墙或框架剪力墙的结构形式。
（2）避免底层柱间填充墙相对上层较少的状况。
（3）避免产生梁截面尺寸比柱截面尺寸大较多的状况。。
（4）当柱截面较大时，应将梁柱重叠部分简化为刚域，按柱边弯矩进行设计。
（5）由于柱端弯矩增大系数是在梁端实配钢筋不超过计算配筋10%的前提下得到的，因此当梁实配钢筋（包括板有效翼缘宽度内钢筋）与计算配筋比值ｒ大于1.1时，可采用r与1.1的比值作为柱实配钢筋的增大系数，以尽量减少由于梁钢筋超配所带来的不利。
（6）当梁端裂缝宽度不满足要求时，不要轻易增加支座钢筋，可按T形截面梁对梁端裂缝宽度进行复核。
参考文献：
[1]建筑抗震设计规范（GBJ11-89）
[2]建筑抗震設计规范（GB50011-2001）
[3]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）
[4]混凝土异形柱结构技术规程（JGJ149-2006）
[5]苏启旺，李力，汶川大地震中框架结构震害分析，四川建筑科学研究，2008（8），Vol.34, No.4.
[6]王亚勇，汶川特大地震建筑震害启示，中国科协2008防宅减灾论坛
[7]孙素云，我国钢筋混凝土框架结构抗震设计方法合理性研究
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：建筑抗震设计规范6.2.2条；GBJ11-89，GB50011-2001，GB50011-2010；柱端弯矩增大系数；异形柱；强柱弱梁
Abstract: China has promulgated three of the standard aseismatic design (GBJ11-89, GB50011-2001 and GB50011-2010) in the first article 6.2.2 are compared, and analyzes the reason adjustment. Through the comparison of rules and Europe and the United States, can see, the bending moment of Chinese code column increase coefficient has been higher than the European Union. At present our country still use the concrete special column frame structure technical regulations (JGJ149-2006), the author propose special-shaped columns in the structural design of the column advisory bending moment increase coefficient values. Finally through to the understanding of the standard, and puts forward the design process to fine design, to "strong column weak beam" failure probability to a minimum, and puts forward concrete Suggestions.
Keywords: building the standard aseismatic design article 6.2.2; GBJ11-89, GB50011-2001, GB50011-2010; The column increase coefficient moment; Special-shaped columns; Strong column weak beam
中图分类号:TU973+.31文献标识码：A 文章编号：
0、前言
框架结构的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关。试验研究表明，梁端屈服型框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好；柱端屈服型框架容易形成倒塌机制。
在强震作用下结构构件不存在承载力储备，梁端受弯承载力即为实际可能达到的最大弯矩，柱端实际可能达到的最大弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。这是地震作用效应的一个特点。因此，所谓“强柱弱梁”指的是节点处梁端实际受弯承载力Maby和柱端实际受弯承载力Macy之间满足下列不等式：
∑Macy＞∑Maby
这种概念设计，由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强，难以通过精确的承载力计算真正实现，因此规范中引入了框架柱端弯矩增大系数。
1、新老规范对比及修改原因分析
1.1新老规范对比
1.1.1规范（GBJ11-89）内容
一、二级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者外，梁柱端弯矩应分别符合下列公式要求：
一级∑Mc=1.1∑Mbua或 ∑Mc=1.1λy∑Mb
二级∑Mc=1.1∑Mb
式中∑Mc为节点上下柱端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；∑Mb为节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；∑Mbua为节点左右梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和；λy为节点实配增大系数，可按节点左右梁端纵向受拉钢筋的实际配筋面积之和与计算面积之和的比值的1.1倍采用，或經分析比较后确定。
1.1.2规范（GB50011-2001）内容
一、二、三级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb （ηc为柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1）
一级框架结构及9度时尚应符合：
∑Mc=1.2∑Mbua
式中∑Mc、∑Mb释义同规范（GBJ11-89）；∑Mbua释义中要求实配钢筋面积应计入受压筋。
1.1.3规范（GB50011-2010）内容
一、二、三、四级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb （ηc为柱端弯矩增大系数，对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2；其它结构类型中的框架，一级1.4，二级1.2，三、四级可取1.1）
一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：
∑Mc=1.2∑Mbua
式中∑Mc、∑Mb释义同规范（GBJ11-89）；∑Mbua释义中要求实配钢筋面积应计入受压筋和相关楼板钢筋。
1.1.4三部规范对比
在三次规范的修订中，逐渐补充低抗震等级框架的柱端弯矩调整系数；框架结构的框架柱端弯矩调整系数逐渐加大；非框架结构中框架柱端弯矩调整系数基本维持在2001规范水平；要求更真实的反映框架梁实配钢筋面积。
1.2修改原因分析
我国从规范（GBJ11-89）开始，正式引入抗震设计，早期的规范更多的借鉴了国外规范，缺乏实践检验，而汶川地震为规范（GBJ11-89）及规范（GB50011-2001）提供了一次检验机会，从众多文献中可以看到，规范（GBJ11-89）以后，严格按规范建设的钢筋混凝土框架房屋在汶川地震中基本经受住了考验，相对规范（GBJ11-89）以前建设的房屋损毁率及破坏程度均较低。但在这次地震中也暴漏出一些问题，大量钢筋混凝土框架柱端产生破坏，而框架梁基本完好，即“强梁弱柱”的破坏形式；而按规范（GB50011-2001）建设的房屋产生这一现象的比例，明显低于按规范（GBJ11-89）建设的房屋，可见采用增大框架柱端弯矩增大系数及真实的反映框架梁实配钢筋面积的方式进行设计对“强柱弱梁”的形成是行之有效的。
2、规范（GB50011-2010）与欧美规范的对比
就提高各类构件抗剪能力而言，各国措施基本相同。而在柱截面抗弯能力相对于梁需要增强多大幅度的问题上，各国规范大致有以下两类效果不尽相同的做法。一类以新西兰NZS3101规范为代表，取相对较大的柱弯矩增强系数，从而能达到在强震下仅梁端和底层柱脚形成塑性铰，其余柱截面原则上不出铰，即较理想的“梁铰机构”控制效果。另一类则包括欧共体EC8规范、美国ACI318-02规范和中国修订前后的《建筑抗震设计规范》，因其柱弯矩增强系数取值较小，在强震下只能形成梁铰出现较早、较普遍，而柱铰出现较迟、塑性转动较小的“梁柱铰机构”。比较而言，前一类做法虽柱纵筋用量相对较大，但对上部柱截面的延性要求低；后一类做法柱纵筋用量相对较小，但必须通过限制柱轴压比和柱端约束措施以保证柱截面具有足够延性。
中国与欧洲规范柱端弯矩增大系数对比表
从上面的表格可以看出，我国对框架结构柱端弯矩增大系数的要求，除一级的框架结构和9度的一级框架外，已经超过了欧共体的要求。
3、异形柱框架结构中柱端弯矩增大系数取值
现阶段，我国仍采用《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006），而此规范第5.1.5条中对柱端弯矩增大系数有专门规定，规范（GB50011-2010）实施后如继续采用此值显然不合理。从“规范（GB50011-2001）”与“异形柱规程（JGJ149-2006）”的比较可以看出，规范对异形柱各方面的要求均大于对框架柱的要求，仅就柱端弯矩增大系数而言，二级抗震等级异形柱ηc=1.3是普通二级框架柱结构的1.08倍，三级抗震等级异形柱框架ηc=1.1与普通框架柱结构取值相同。因此笔者认为现阶段异形柱结构的设计中，框架柱端弯矩增大系数应采用不低于新抗规中的数值；而在规范（GB50011-2010）中，框架结构在相同地震烈度及抗震等级下，房屋界限高度有所降低，因此，建议对于低于并接近高度分界的框架体系异形柱建筑，提高一个抗震等级后，采用规范（GB50011-2010）的数值。
4、设计中应注意的问题
虽然经过两次规范的调整，柱端弯矩增大系数已大幅增加，然而新抗规条文说明中指出，当计入楼板和钢筋超强影响时，要真正实现“强柱弱梁”，柱端弯矩增大系数取值往往需要大于2.0，因此要求我们设计人员在设计过程中要精细化设计，以使“强柱弱梁”失效概率降到最低，在此，笔者提出如下建议，供设计人员参考。
（1）对于高度较高的建筑，尽量避免采用纯框架的结构形式，宜采用局部布置剪力墙或框架剪力墙的结构形式。
（2）避免底层柱间填充墙相对上层较少的状况。
（3）避免产生梁截面尺寸比柱截面尺寸大较多的状况。。
（4）当柱截面较大时，应将梁柱重叠部分简化为刚域，按柱边弯矩进行设计。
（5）由于柱端弯矩增大系数是在梁端实配钢筋不超过计算配筋10%的前提下得到的，因此当梁实配钢筋（包括板有效翼缘宽度内钢筋）与计算配筋比值ｒ大于1.1时，可采用r与1.1的比值作为柱实配钢筋的增大系数，以尽量减少由于梁钢筋超配所带来的不利。
（6）当梁端裂缝宽度不满足要求时，不要轻易增加支座钢筋，可按T形截面梁对梁端裂缝宽度进行复核。
参考文献：
[1]建筑抗震设计规范（GBJ11-89）
[2]建筑抗震設计规范（GB50011-2001）
[3]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）
[4]混凝土异形柱结构技术规程（JGJ149-2006）
[5]苏启旺，李力，汶川大地震中框架结构震害分析，四川建筑科学研究，2008（8），Vol.34, No.4.
[6]王亚勇，汶川特大地震建筑震害启示，中国科协2008防宅减灾论坛
[7]孙素云，我国钢筋混凝土框架结构抗震设计方法合理性研究
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。