CN105064509B - 建筑混凝土结构梁端人工塑性铰及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，包括塑性铰构造盒、塑性铰构造钢筋和拉结钢筋；塑性铰构造盒放置在梁底纵筋和梁顶纵筋之间，多根塑性铰构造钢筋两两交叉放置在待设置梁与柱的连接节点部位，塑性铰构造盒的正面靠近上边沿位置处和靠近下边沿位置处均设置有塑性铰构造钢筋孔，塑性铰构造盒内部设置有两个并排设置的用于放置阻燃泡沫板的阻燃泡沫板容置腔，两个阻燃泡沫板容置腔之间设置S型箍筋并浇筑混凝土，塑性铰构造盒的侧面中间位置处设置有拉结钢筋孔；本发明还公开了一种建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的施工方法。本发明设计合理，能够保证结构的良好抗震能力，简化了施工过程，保证了施工质量，实用性强，便于推广使用。

Description

建筑混凝土结构梁端人工塑性铰及其施工方法

技术领域

本发明属于土木工程设计及建造技术领域，具体涉及一种建筑混凝土结构梁端人工塑性铰及其施工方法。

背景技术

钢筋混凝土结构是当前我国乃至全世界使用量最大的建筑结构之一。而“强柱弱梁”、“强节点弱构件”是各国抗震规范对结构的基本设计要求。但由于设计时的超配筋、与梁相连的楼板、梁上部的填充墙以及施工质量等原因，一方面人为加大了梁的实际刚度，另一方面人为降低了梁柱节点的承载力和刚度，使得实际建筑结构在地震作用下往往难以实现以上设计目的，而往往出现“强梁弱柱”、“强构件弱节点”的实际破坏状况，这一点已经被国内外多次地震灾害所证实。当前虽然有大量研究者提出了不同的解决办法，但由于受到施工水平、建筑使用以及材料等因素影响，并没有得到广泛采用。因此，研究提出一种施工简单，材料广泛，不影响结构使用的人工塑性铰成为一种解决办法。现有技术中的解决办法及优缺点如下：

(1)采用轻质隔墙

当前采用如加气混凝土砌块、空心砖等，一方面减轻了结构自重，另一方面降低了填充墙刚度，对结构抗震性能的提高有一定作用，但由于填充墙刚度下降有限，且受到楼板等的作用，并不能够从根本上改变“强梁弱柱”的破坏模式。

(2)改变隔墙连接方式

地震灾害中，刚性连接填充墙不仅对混凝土结构主体抗震性能带来影响，对自身也会带来严重震害。因此，当前研究者提出改变刚性连接为柔性连接，将填充墙与柱和梁等主体结构之间设缝，并采用拉结筋拉结。柔性连接的采 用，虽然一定程度上减轻了墙自身的震害，其抗震性能介于刚性连接填充墙框架和空框架之间，但对非结构构件来说，设计过于繁琐，并且填充墙的构造措施对框架结构的抗震性能有一定的影响，但影响不大，而对框架梁刚度的影响则很少有改变。

(3)改变楼板连接方式

带楼板的框架结构，特别是板内配筋也参与受力的结构，框架梁刚度和承载力得到显著增强，梁端破坏程度降低，破坏时间延迟，对“强柱弱梁”和“强节点弱构件”的设计目标存在显著影响。为减少楼板对梁刚度和承载力的影响，研究者提出在梁端部板梁连接处设置人工缝，但对梁板传力方式会产生显著改变，而当前的设计计算理论和构造措施配套并不完善，在实际结构中鲜有采用。

(4)已有的人工塑性铰方案

为实现梁铰机制的抗震破坏模式，当前提出的人工塑性铰，主要是将预定区域的配筋减少，或者在梁截面开设人工缝，或者将梁分为两段，中间用阻尼器连接。这些方法虽然实现了梁铰机制的抗震破坏模式，但是由于受到施工、经济等原因，并没有获得广泛使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、能够保证结构的良好抗震能力、简化了施工过程、保证了施工质量的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，所述建筑混凝土结构包括待设置梁和与待设置梁连接的柱，所述待设置梁上设置有梁底纵筋、梁顶纵筋、梁箍筋、梁腰筋和S型箍筋，其特征在于：所述梁端人工塑性铰包括设置在待设置梁与所述柱连接的端部的塑性铰构造盒，以及用于固定塑性铰构造盒的塑性铰构造钢筋和拉结钢筋；所述塑性铰构造盒放置在梁底纵筋和梁顶纵筋之间，所述塑 性铰构造钢筋的数量为多根，且多根塑性铰构造钢筋两两交叉放置在待设置梁与所述柱的连接节点部位，所述塑性铰构造盒的正面靠近上边沿位置处和靠近下边沿位置处均设置有供塑性铰构造钢筋穿过并定位塑性铰构造钢筋的塑性铰构造钢筋孔，所述塑性铰构造盒内部设置有两个并排设置的用于放置阻燃泡沫板的阻燃泡沫板容置腔，两个阻燃泡沫板容置腔之间设置S型箍筋并浇筑混凝土，所述塑性铰构造盒的侧面中间位置处设置有供拉结钢筋穿过并定位拉结钢筋的拉结钢筋孔。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述柱为中柱，所述塑性铰构造盒的数量为两个，两个塑性铰构造盒对称设置在待设置梁与所述柱的连接节点部位的两侧，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的两端分别穿过设置在两个塑性铰构造盒上的塑性铰构造钢筋孔。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述柱为边柱，所述塑性铰构造盒的数量为一个，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的一端穿过设置在塑性铰构造盒上的塑性铰构造钢筋孔，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的另一端伸出待设置梁与所述柱的连接节点并与边柱的钢筋连接。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：当所述待设置梁的高度大于等于600mm时，所述拉结钢筋的数量为两根，相应所述拉结钢筋孔的数量为两个；当所述待设置梁的高度小于600mm时，所述拉结钢筋的数量为一根，相应所述拉结钢筋孔的数量为一个。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造盒由塑料制成，所述塑性铰构造盒的壁厚为2mm～5mm，所述塑性铰构造盒的宽度B₂比待设置梁的宽度B₁小100mm；当所述待设置梁的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造盒与所述柱的边之间的距离L₁为150mm，所述塑性铰构造盒的长度L₂为待设置梁的高度H₁的0.5倍，所述塑性铰构造盒的高度H₂比待设置梁的高度H₁小140mm；当所述待设置梁的高度小于600mm时，所述塑性铰构造盒与所述柱的边之间的距离L₁为100mm，所述 塑性铰构造盒的长度L₂为250mm，所述塑性铰构造盒的高度H₂比待设置梁的高度H₁小100mm。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋孔与塑性铰构造盒的正面上边沿之间的距离和塑性铰构造盒的正面下边沿之间的距离均为10mm。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃为塑性铰构造盒的宽度B₂的0.3倍，两个阻燃泡沫板容置腔的侧边沿距离塑性铰构造盒的两侧边沿的距离相等且均为10mm，两个阻燃泡沫板容置腔的顶部距离塑性铰构造盒的顶部的距离与两个阻燃泡沫板容置腔的底部距离塑性铰构造盒的底部的距离相等且均为35mm。

上述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋穿出塑性铰构造钢筋孔的长度L₃为250mm，当所述待设置梁的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造钢筋的直径为12mm，所述塑性铰构造钢筋的数量为上下各4根；当所述待设置梁的高度小于600mm时，所述塑性铰构造钢筋的直径为10mm，所述塑性铰构造钢筋的数量为上下各3根。

本发明还提供了一种方法步骤简单、能够保证结构的良好抗震能力、简化了施工过程、保证了施工质量的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的施工方法，

其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、选择合适尺寸的塑性铰构造盒；

步骤二、预制塑性铰构造钢筋和拉结钢筋；

步骤三、就位塑性铰构造盒并绑扎钢筋：首先，绑扎所述柱的钢筋，并就位待设置梁的梁底纵筋；接着，将塑性铰构造盒放置在梁底纵筋上方，将阻燃泡沫板放入阻燃泡沫板容置腔内，将塑性铰构造钢筋穿过塑性铰构造钢筋孔并进行绑扎；然后，就位待设置梁的梁顶纵筋和梁箍筋并绑扎，将S型箍筋穿过两个阻燃泡沫板容置腔之间的空隙后与梁底纵筋和梁顶纵筋绑扎，并将梁腰筋就位并绑扎；最后，将拉结钢筋穿过拉结钢筋孔并与 两侧的梁腰筋绑扎；

步骤四、支模板、浇筑混凝土，并进行振捣、养护。

上述的方法，其特征在于：步骤一中选择合适尺寸的塑性铰构造盒的具体过程为：

步骤101、设定所述待设置梁的宽度B₁和所述待设置梁的高度H₁，并设定所述塑性铰构造盒的尺寸，包括所述塑性铰构造盒的宽度B₂、所述塑性铰构造盒的高度H₂、所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃、所述阻燃泡沫板容置腔的高度H₃、所述塑性铰构造盒距离待设置梁底部的距离h₁、所述塑性铰构造盒距离待设置梁顶部的距离h₂、所述塑性铰构造盒距离待设置梁两侧边的距离b₁、两个阻燃泡沫板容置腔之间的间隔B₄、阻燃泡沫板容置腔的顶部距离塑性铰构造盒的顶部的距离以及两个阻燃泡沫板容置腔的底部距离塑性铰构造盒的底部的距离h₃；所述塑性铰构造盒的各尺寸之间存在如下关系：

H₃＝h₂-2h₃ 公式(1)

B₂＝B₁-2b₁ 公式(2)

B₃＝0.3B₂ 公式(3)

H₂＝H₁-h₁-h₂ 公式(4)

B₄＝B₂-20-2B₃ 公式(5)

h₂＝H₂-h₁＝h₂-c-d_g-d_z 公式(6)

其中，h₃＝35mm，b₁＝50mm，h₁＝c+d_g+d_z，c为保护层厚度，d_g为梁箍筋的直径，d_z为梁底纵筋的直径；

步骤102、塑性铰截面抗弯承载力复核，具体过程为：

梁端正弯矩复核：

步骤1021、通过公式(7)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₂+h₃)≥f_sdA_s 公式(7)

其中，f_cd为混凝土轴心抗压强度，f_sd为梁底纵筋设计强度，A_s为梁底纵筋的截面积；

步骤1022、当公式(7)成立时，由公式(8)计算受压区高度x：

f_cdB₁x＝f_sdA_s 公式(8)

并判断公式(9)是否成立：

x≤ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(9)

其中，ξ_b为相对界限混凝土受压区高度；

当公式(9)成立时，由公式(10)或公式(11)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁x(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(10)

M_d≤M_u＝f_sdA_s(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(11)

其中，M_d为截面正弯矩设计值，M_u为截面正弯矩抵抗值；

当公式(9)不成立时，由公式(12)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(12)

当公式(10)或公式(11)或公式(12)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(10)或公式(11)或公式(12)不成立时，增大所述待设置梁的高度H₁，然后返回步骤1021，直至公式(10)或公式(11)或公式(12)成立；

步骤1023、当公式(7)不成立时，由公式(13)计算受压区高度x：

f_cd(B₁-2B₃)x+f_cdB₁(h₂+h₃)＝f_sdA_s 公式(13)

并判断公式(9)是否成立，

当公式(9)成立时，由公式(14)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(9)不成立时，由公式(15)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(14)或公式(15)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(14)或公式(15)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(14)或公式(15)成立；

步骤1024、根据公式(16)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ＝A_s/[(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z)]≤ρ_max＝ξ_bf_cd/f_sd 公式(16)

当公式(16)成立时，选用步骤1022或步骤1023中设定的尺寸；当公式(16)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(16)成立；

梁端负弯矩复核：

步骤1025、通过公式(17)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₁+h₃)≥f′_sdA′_s 公式(17)

其中，f′_sd为梁顶纵筋设计强度，A′_s为梁顶纵筋的截面积；

步骤1026、当公式(17)成立时，由公式(18)计算受压区高度x′：

f_cdB₁x′＝f′_sdA′_s 公式(18)

并判断公式(19)是否成立：

x′≤ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d′_z) 公式(19)

其中，d′_z为梁顶纵筋的直径；

当公式(19)成立时，由公式(20)或公式(21)判断抗弯承载力是否满足要求：

M′_d≤M′_u＝f_cdB₁x′(H₁-c-d_g-0.5d′_z-0.5x′) 公式(20)

M′_d≤M′_u＝f′_sdA′_s(H₁-c-d_g-0.5d′_z-0.5x′) 公式(21)

其中，M′_d为截面负弯矩设计值，M′_u为截面负弯矩抵抗值；

当公式(19)不成立时，由公式(22)判断抗弯承载力是否满足要求：

M′_d≤M′_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d′_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(22)

当公式(20)或公式(21)或公式(22)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(20)或公式(21)或公式(22)不成立时，增大所述待设置梁的高度H₁，然后返回步骤1025，直至公式(20)或公式(21)或公式(22)成立；

步骤1027、当公式(17)不成立时，由公式(23)计算受压区高度x′：

f_cd(B₁-2B₃)x′+f_cdB₁(h₁+h₃)＝f′_sdA′_s 公式(23)

并判断公式(19)是否成立；

当公式(19)成立时，由公式(24)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(19)不成立时，由公式(25)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(24)或公式(25)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(24)或公式(25)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃，然后返回步骤1027，直至公式(24)或公式(25)成立；

步骤1028、根据公式(26)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ′＝A′_s/[(B₁-2B₃)(H₁-c-d_g-0.5d′_z)]≤ρ′_max＝ξ_bf_cd/f′_sd 公式(26)

当公式(26)成立时，选用步骤1025或步骤1026中设定的尺寸；当公式(26)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃，然后返回步骤1028，直至公式(26)成立；

步骤103、塑性铰截面抗剪承载力复核，具体过程为：

步骤1031、截面尺寸复核：

当H₃/(B₁-2B₃)≤4时，根据公式(27-1)复核截面尺寸：

V_d≤0.25β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-1)

当H₃/(B₁-2B₃)≥4时，根据公式(27-2)复核截面尺寸：

V_d≤0.2β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-2)

当4<H₃/(B₁-2B₃)<6时，根据公式(27-3)复核截面尺寸：

其中，V_d为塑性铰截面剪力设计值，β_c为高强混凝土强度折减系数；

当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立时，选用步骤103之前步骤中设定的尺寸；当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔的宽度B₃，然后返回步骤1031， 直至公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立；

步骤1032、抗剪承载力复核：

均布荷载作用下根据公式(28)复核抗剪承载力：

集中力作用下根据公式(29)复核抗剪承载力：

其中，f_t为混凝土轴心抗拉强度，A_sv为梁箍筋的截面积，f_yv为梁箍筋设计强度，λ为剪跨比；

当公式(28)或公式(29)成立时，选用步骤1031中设定的尺寸；当公式(28)或公式(29)不成立时，增大梁箍筋的截面积A_sv，然后返回步骤1032，直至公式(28)或公式(29)成立；

步骤1033、根据公式(30)进行梁箍筋最小配筋率复核：

ρ_sv,min＝0.024f_t/f_yv≤ρ_sv＝A_sv/[(B₁-2B₃)s] 公式(30)

其中，ρ_sv,min为梁箍筋最小配筋率，ρ_sv为塑性铰区箍筋配箍率，s为箍筋间距；

当公式(30)成立时，选用步骤1032中设定的尺寸；当公式(30)不成立时，增大梁箍筋的截面积A_sv，然后返回步骤1033，直至公式(30)成立。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的结构简单，设计合理，仅需在原来设计基础上复合塑性铰区的承载力；施工时通过在适当位置放置塑性铰构造盒，并设置塑性铰构造钢筋，工作量增加不大，施工方便。

2、本发明塑性铰构造盒由塑料制成，并可工业化生产，成本低，对建筑造价影响小。

3、本发明通过对人工塑性铰截面承载力进行复核，在保证塑性铰区截面抗力基础上，通过设置塑性铰构造盒，削弱截面刚度，通过交叉设置塑 性铰构造钢筋，加强节点抗剪承载力，实现了“强柱弱梁”，“强节点弱构件”的抗震设计目标，能够保证结构的良好抗震能力，提高整个建筑结构在地震作用下的安全性。

4、本发明通过对人工塑性铰截面承载力进行复核，保证了塑性铰区域足够的抗弯抗剪承载力，能够防止由于人工塑性铰的存在而导致梁出现不可预料的破坏方式。

5、本发明在人工塑性铰区放置塑性铰构造盒，与常规人工塑性铰相比，简化了施工过程，保证了施工质量。

6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明设计合理，能够保证结构的良好抗震能力，简化了施工过程，保证了施工质量，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1中建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的结构示意图。

图2为本发明实施例2中建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的结构示意图。

图3为图1或图2的A-A剖视图。

图4为本发明塑性铰构造盒的正立面图。

图5为图4的B-B剖视图。

图6为本发明塑性铰构造盒的侧立面图。

图7为图4的C-C剖视图。

图8为本发明建筑混凝土结构梁端人工塑性铰的施工方法的方法流程框图。

图9为本发明图1或图2的A-A剖视图的尺寸标注图。

图10为本发明塑性铰构造盒的正立面图的尺寸标注图。

附图标记说明:

1—待设置梁； 2-1—中柱； 2-2—边柱；

3-1—梁底纵筋； 3-2—梁顶纵筋； 4—塑性铰构造盒；

5—阻燃泡沫板； 6—塑性铰构造钢筋； 7—梁箍筋；

8—梁腰筋； 9—拉结钢筋； 10—S型箍筋；

11—混凝土； 12—塑性铰构造钢筋孔；

13—阻燃泡沫板容置腔； 14—拉结钢筋孔。

具体实施方式

实施例1

如图1以及图3～图7所示，本发明的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，所述建筑混凝土结构包括待设置梁1和与待设置梁1连接的柱，所述待设置梁1上设置有梁底纵筋3-1、梁顶纵筋3-2、梁箍筋7、梁腰筋8和S型箍筋10，所述梁端人工塑性铰包括设置在待设置梁1与所述柱连接的端部的塑性铰构造盒4，以及用于固定塑性铰构造盒4的塑性铰构造钢筋6和拉结钢筋9；所述塑性铰构造盒4放置在梁底纵筋3-1和梁顶纵筋3-2之间，所述塑性铰构造钢筋6的数量为多根，且多根塑性铰构造钢筋6两两交叉放置在待设置梁1与所述柱的连接节点部位，所述塑性铰构造盒4的正面靠近上边沿位置处和靠近下边沿位置处均设置有供塑性铰构造钢筋6穿过并定位塑性铰构造钢筋6的塑性铰构造钢筋孔12，所述塑性铰构造盒4内部设置有两个并排设置的用于放置阻燃泡沫板5的阻燃泡沫板容置腔13，两个阻燃泡沫板容置腔13之间设置S型箍筋10并浇筑混凝土11，所述塑性铰构造盒4的侧面中间位置处设置有供拉结钢筋9穿过并定位拉结钢筋9的拉结钢筋孔14。

本实施例中，所述柱为中柱2-1，所述塑性铰构造盒4的数量为两个，两个塑性铰构造盒4对称设置在待设置梁1与所述柱的连接节点部位的两侧，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋6的两端分别穿过设置在两个塑性 铰构造盒4上的塑性铰构造钢筋孔12。

本实施例中，当所述待设置梁1的高度大于等于600mm时，所述拉结钢筋9的数量为两根，相应所述拉结钢筋孔14的数量为两个；当所述待设置梁1的高度小于600mm时，所述拉结钢筋9的数量为一根，相应所述拉结钢筋孔14的数量为一个。

本实施例中，所述塑性铰构造盒4由塑料制成，所述塑性铰构造盒4的壁厚为2mm～5mm，所述塑性铰构造盒4的宽度B₂比待设置梁1的宽度B₁小100mm；当所述待设置梁1的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造盒4与所述柱的边之间的距离L₁为150mm，所述塑性铰构造盒4的长度L₂为待设置梁1的高度H₁的0.5倍，所述塑性铰构造盒4的高度H₂比待设置梁1的高度H₁小140mm；当所述待设置梁1的高度小于600mm时，所述塑性铰构造盒4与所述柱的边之间的距离L₁为100mm，所述塑性铰构造盒4的长度L₂为250mm，所述塑性铰构造盒4的高度H₂比待设置梁1的高度H₁小100mm。

本实施例中，所述塑性铰构造钢筋孔12与塑性铰构造盒4的正面上边沿之间的距离和塑性铰构造盒4的正面下边沿之间的距离均为10mm。

本实施例中，所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃为塑性铰构造盒4的宽度B₂的0.3倍，两个阻燃泡沫板容置腔13的侧边沿距离塑性铰构造盒4的两侧边沿的距离相等且均为10mm，两个阻燃泡沫板容置腔13的顶部距离塑性铰构造盒4的顶部的距离与两个阻燃泡沫板容置腔13的底部距离塑性铰构造盒4的底部的距离相等且均为35mm。

本实施例中，所述塑性铰构造钢筋6穿出塑性铰构造钢筋孔12的长度L₃为250mm，当所述待设置梁1的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造钢筋6的直径为12mm，所述塑性铰构造钢筋6的数量为上下各4根；当所述待设置梁1的高度小于600mm时，所述塑性铰构造钢筋6的直径为10mm，所述塑性铰构造钢筋6的数量为上下各3根。

具体实施时，所述待设置梁1的截面为矩形，所述阻燃泡沫板5应填 充满阻燃泡沫板容置腔13，且不能超出阻燃泡沫板容置腔13的上口，以保证所述塑性铰构造钢筋6具有一定的保护层厚度。所述塑性铰构造钢筋6为变形钢筋，所述塑性铰构造钢筋6的材料及强度等级与梁底纵筋3-1相同。

实施例2

如图2以及图3～图7所示，本实施例与实施例1不同的是：所述柱为边柱2-2，所述塑性铰构造盒4的数量为一个，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋6的一端穿过设置在塑性铰构造盒4上的塑性铰构造钢筋孔12，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋6的另一端伸出待设置梁1与所述柱的连接节点并与边柱2-2的钢筋连接。其余结构均与实施例1相同。

具体实施时，所述塑性铰构造钢筋6伸出待设置梁1的长度L₄为250mm。

如图8所示，对实施例1和实施例2中的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰进行施工的方法，包括以下步骤：

步骤一、选择合适尺寸的塑性铰构造盒4；

步骤二、预制塑性铰构造钢筋6和拉结钢筋9；

步骤三、就位塑性铰构造盒4并绑扎钢筋：首先，绑扎所述柱的钢筋，并就位待设置梁1的梁底纵筋3-1；接着，将塑性铰构造盒4放置在梁底纵筋3-1上方，将阻燃泡沫板5放入阻燃泡沫板容置腔13内，将塑性铰构造钢筋6穿过塑性铰构造钢筋孔12并进行绑扎；然后，就位待设置梁1的梁顶纵筋3-2和梁箍筋7并绑扎，将S型箍筋10穿过两个阻燃泡沫板容置腔13之间的空隙后与梁底纵筋3-1和梁顶纵筋3-2绑扎，并将梁腰筋8就位并绑扎；最后，将拉结钢筋9穿过拉结钢筋孔14并与两侧的梁腰筋8绑扎；

步骤四、支模板、浇筑混凝土，并进行振捣、养护。

本实施例中，步骤一中选择合适尺寸的塑性铰构造盒4的具体过程为：

步骤101、如图9和图10所示，设定所述待设置梁1的宽度B₁和所述 待设置梁1的高度H₁，并设定所述塑性铰构造盒4的尺寸，包括所述塑性铰构造盒4的宽度B₂、所述塑性铰构造盒4的高度H₂、所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃、所述阻燃泡沫板容置腔13的高度H₃、所述塑性铰构造盒4距离待设置梁1底部的距离h₁、所述塑性铰构造盒4距离待设置梁1顶部的距离h₂、所述塑性铰构造盒4距离待设置梁1两侧边的距离b₁、两个阻燃泡沫板容置腔13之间的间隔B₄、阻燃泡沫板容置腔13的顶部距离塑性铰构造盒4的顶部的距离以及两个阻燃泡沫板容置腔13的底部距离塑性铰构造盒4的底部的距离h₃；所述塑性铰构造盒4的各尺寸之间存在如下关系：

H₃＝h₂-2h₃ 公式(1)

B₂＝B₁-2b₁ 公式(2)

B₃＝0.3B₂ 公式(3)

H₂＝H₁-h₁-h₂ 公式(4)

B₄＝B₂-20-2B₃ 公式(5)

h₂＝H₂-h₁＝h₂-c-d_g-d_z 公式(6)

其中，h₃＝35mm，b₁＝50mm，h₁＝c+d_g+d_z，c为保护层厚度，d_g为梁箍筋7的直径，d_z为梁底纵筋3-1的直径；

步骤102、塑性铰截面抗弯承载力复核，具体过程为：

由于塑性铰通常位于梁端负弯矩区，因此需要分别复核梁端正弯矩和负弯矩；

梁端正弯矩复核：

步骤1021、通过公式(7)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₂+h₃)≥f_sdA_s 公式(7)

其中，f_cd为混凝土轴心抗压强度，f_sd为梁底纵筋3-1设计强度，A_s为梁底纵筋3-1的截面积；

步骤1022、当公式(7)成立时，由公式(8)计算受压区高度x：

f_cdB₁x＝f_sdA_s 公式(8)

并判断公式(9)是否成立：

x≤ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(9)

其中，ξ_b为相对界限混凝土受压区高度；

当公式(9)成立时，由公式(10)或公式(11)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁x(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(10)

M_d≤M_u＝f_sdA_s(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(11)

其中，M_d为截面正弯矩设计值，M_u为截面正弯矩抵抗值；

当公式(9)不成立时，由公式(12)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(12)

当公式(10)或公式(11)或公式(12)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(10)或公式(11)或公式(12)不成立时，增大所述待设置梁1的高度H₁，然后返回步骤1021，直至公式(10)或公式(11)或公式(12)成立；

步骤1023、当公式(7)不成立时，由公式(13)计算受压区高度x：

f_cd(B₁-2B₃)x+f_cdB₁(h₂+h₃)＝f_sdA_s 公式(13)

并判断公式(9)是否成立，

当公式(9)成立时，由公式(14)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(9)不成立时，由公式(15)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(14)或公式(15)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(14)或公式(15)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(14)或公式(15)成立；

步骤1024、根据公式(16)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ＝A_s/[(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z)]≤ρ_max＝ξ_bf_cd/f_sd 公式(16)

当公式(16)成立时，选用步骤1022或步骤1023中设定的尺寸；当公式(16)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(16)成立；

梁端负弯矩复核：

步骤1025、通过公式(17)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₁+h₃)≥f′_sdA′_s 公式(17)

其中，f′_sd为梁顶纵筋3-2设计强度，A′_s为梁顶纵筋3-2的截面积；

步骤1026、当公式(17)成立时，由公式(18)计算受压区高度x′：

f_cdB₁x′＝f′_sdA′_s 公式(18)

并判断公式(19)是否成立：

x′≤ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d′_z) 公式(19)

其中，d′_z为梁顶纵筋3-2的直径；

当公式(19)成立时，由公式(20)或公式(21)判断抗弯承载力是否满足要求：

M′_d≤M′_u＝f_cdB₁x′(H₁-c-d_g-0.5d′_z-0.5x′) 公式(20)

M′_d≤M′_u＝f′_sdA′_s(H₁-c-d_g-0.5d′_z-0.5x′) 公式(21)

其中，M′_d为截面负弯矩设计值，M′_u为截面负弯矩抵抗值；

当公式(19)不成立时，由公式(22)判断抗弯承载力是否满足要求：

M′_d≤M′_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d′_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(22)

当公式(20)或公式(21)或公式(22)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(20)或公式(21)或公式(22)不成立时，增大所述待设置梁1的高度H₁，然后返回步骤1025，直至公式(20)或公式(21)或公式(22)成立；

步骤1027、当公式(17)不成立时，由公式(23)计算受压区高度x′：

f_cd(B₁-2B₃)x′+f_cdB₁(h₁+h₃)＝f′_sdA′_s 公式(23)

并判断公式(19)是否成立；

当公式(19)成立时，由公式(24)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(19)不成立时，由公式(25)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(24)或公式(25)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(24)或公式(25)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃，然后返回步骤1027，直至公式(24)或公式(25)成立；

步骤1028、根据公式(26)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ′＝A′_s/[(B₁-2B₃)(H₁-c-d_g-0.5d′_z)]≤ρ′_max＝ξ_bf_cd/f′_sd 公式(26)

当公式(26)成立时，选用步骤1025或步骤1026中设定的尺寸；当公式(26)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃，然后返回步骤1028，直至公式(26)成立；

步骤103、塑性铰截面抗剪承载力复核，具体过程为：

步骤1031、截面尺寸复核：

当H₃/(B₁-2B₃)≤4时，根据公式(27-1)复核截面尺寸：

V_d≤0.25β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-1)

当H₃/(B₁-2B₃)≥4时，根据公式(27-2)复核截面尺寸：

V_d≤0.2β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-2)

当4<H₃/(B₁-2B₃)<6时，根据公式(27-3)复核截面尺寸：

其中，V_d为塑性铰截面剪力设计值，β_c为高强混凝土强度折减系数；

当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立时，选用步骤103之前步骤中设定的尺寸；当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔13的宽度B₃，然后返回步骤1031，直至公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立；

步骤1032、抗剪承载力复核：

均布荷载作用下根据公式(28)复核抗剪承载力：

集中力作用下根据公式(29)复核抗剪承载力：

其中，f_t为混凝土轴心抗拉强度，A_sv为梁箍筋7的截面积，f_yv为梁箍筋设计强度，λ为剪跨比；

当公式(28)或公式(29)成立时，选用步骤1031中设定的尺寸；当公式(28)或公式(29)不成立时，增大梁箍筋7的截面积A_sv，然后返回步骤1032，直至公式(28)或公式(29)成立；

步骤1033、根据公式(30)进行梁箍筋(7)最小配筋率复核：

ρ_sv,min＝0.024f_t/f_yv≤ρ_sv＝A_sv/[(B₁-2B₃)s] 公式(30)

其中，ρ_sv,min为梁箍筋(7)最小配筋率，ρ_sv为塑性铰区箍筋配箍率，s为箍筋间距；

当公式(30)成立时，选用步骤1032中设定的尺寸；当公式(30)不成立时，增大梁箍筋7的截面积A_sv，然后返回步骤1033，直至公式(30)成立。

本发明通过对人工塑性铰截面承载力进行复核，在保证塑性铰区截面抗力基础上，通过设置塑性铰构造盒4，削弱截面刚度，通过交叉设置塑性铰构造钢筋6，加强节点抗剪承载力，实现了“强柱弱梁”，“强节点弱构件”的抗震设计目标，能够保证结构的良好抗震能力，提高整个建筑结构在地震作用下的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，所述建筑混凝土结构包括待设置梁(1)和与待设置梁(1)连接的柱，所述待设置梁(1)上设置有梁底纵筋(3-1)、梁顶纵筋(3-2)、梁箍筋(7)、梁腰筋(8)和S型箍筋(10)，其特征在于：所述梁端人工塑性铰包括设置在待设置梁(1)与所述柱连接的端部的塑性铰构造盒(4)，以及用于固定塑性铰构造盒(4)的塑性铰构造钢筋(6)和拉结钢筋(9)；所述塑性铰构造盒(4)放置在梁底纵筋(3-1)和梁顶纵筋(3-2)之间，所述塑性铰构造钢筋(6)的数量为多根，且多根塑性铰构造钢筋(6)两两交叉放置在待设置梁(1)与所述柱的连接节点部位，所述塑性铰构造盒(4)的正面靠近上边沿位置处和靠近下边沿位置处均设置有供塑性铰构造钢筋(6)穿过并定位塑性铰构造钢筋(6)的塑性铰构造钢筋孔(12)，所述塑性铰构造盒(4)内部设置有两个并排设置的用于放置阻燃泡沫板(5)的阻燃泡沫板容置腔(13)，两个阻燃泡沫板容置腔(13)之间设置S型箍筋(10)并浇筑混凝土(11)，所述塑性铰构造盒(4)的侧面中间位置处设置有供拉结钢筋(9)穿过并定位拉结钢筋(9)的拉结钢筋孔(14)；

所述柱为中柱(2-1)，所述塑性铰构造盒(4)的数量为两个，两个塑性铰构造盒(4)对称设置在待设置梁(1)与所述柱的连接节点部位的两侧，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋(6)的两端分别穿过设置在两个塑性铰构造盒(4)上的塑性铰构造钢筋孔(12)；或者所述柱为边柱(2-2)，所述塑性铰构造盒(4)的数量为一个，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋(6)的一端穿过设置在塑性铰构造盒(4)上的塑性铰构造钢筋孔(12)，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋(6)的另一端伸出待设置梁(1)与所述柱的连接节点并与边柱(2-2)的钢筋连接；

当所述待设置梁(1)的高度大于等于600mm时，所述拉结钢筋(9)的数量为两根，相应所述拉结钢筋孔(14)的数量为两个；当所述待设置梁(1)的高度小于600mm时，所述拉结钢筋(9)的数量为一根，相应所 述拉结钢筋孔(14)的数量为一个；

所述塑性铰构造盒(4)由塑料制成，所述塑性铰构造盒(4)的壁厚为2mm～5mm，所述塑性铰构造盒(4)的宽度B₂比待设置梁(1)的宽度B₁小100mm；当所述待设置梁(1)的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造盒(4)与所述柱的边之间的距离L₁为150mm，所述塑性铰构造盒(4)的长度L₂为待设置梁(1)的高度H₁的0.5倍，所述塑性铰构造盒(4)的高度H₂比待设置梁(1)的高度H₁小140mm；当所述待设置梁(1)的高度小于600mm时，所述塑性铰构造盒(4)与所述柱的边之间的距离L₁为100mm，所述塑性铰构造盒(4)的长度L₂为250mm，所述塑性铰构造盒(4)的高度H₂比待设置梁(1)的高度H₁小100mm。

2.按照权利要求1所述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋孔(12)与塑性铰构造盒(4)的正面上边沿之间的距离和塑性铰构造盒(4)的正面下边沿之间的距离均为10mm。

3.按照权利要求1所述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃为塑性铰构造盒(4)的宽度B₂的0.3倍，两个阻燃泡沫板容置腔(13)的侧边沿距离塑性铰构造盒(4)的两侧边沿的距离相等且均为10mm，两个阻燃泡沫板容置腔(13)的顶部距离塑性铰构造盒(4)的顶部的距离与两个阻燃泡沫板容置腔(13)的底部距离塑性铰构造盒(4)的底部的距离相等且均为35mm。

4.按照权利要求1所述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋(6)穿出塑性铰构造钢筋孔(12)的长度L₃为250mm，当所述待设置梁(1)的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造钢筋(6)的直径为12mm，所述塑性铰构造钢筋(6)的数量为上下各4根；当所述待设置梁(1)的高度小于600mm时，所述塑性铰构造钢筋(6)的直径为10mm，所述塑性铰构造钢筋(6)的数量为上下各3根。

5.一种对如权利要求1所述的建筑混凝土结构梁端人工塑性铰进行施工的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、选择合适尺寸的塑性铰构造盒(4)；

步骤二、预制塑性铰构造钢筋(6)和拉结钢筋(9)；

步骤三、就位塑性铰构造盒(4)并绑扎钢筋：首先，绑扎所述柱的钢筋，并就位待设置梁(1)的梁底纵筋(3-1)；接着，将塑性铰构造盒(4)放置在梁底纵筋(3-1)上方，将阻燃泡沫板(5)放入阻燃泡沫板容置腔(13)内，将塑性铰构造钢筋(6)穿过塑性铰构造钢筋孔(12)并进行绑扎；然后，就位待设置梁(1)的梁顶纵筋(3-2)和梁箍筋(7)并绑扎，将S型箍筋(10)穿过两个阻燃泡沫板容置腔(13)之间的空隙后与梁底纵筋(3-1)和梁顶纵筋(3-2)绑扎，并将梁腰筋(8)就位并绑扎；最后，将拉结钢筋(9)穿过拉结钢筋孔(14)并与两侧的梁腰筋(8)绑扎；

步骤四、支模板、浇筑混凝土，并进行振捣、养护。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤一中选择合适尺寸的塑性铰构造盒(4)的具体过程为：

步骤101、设定所述待设置梁(1)的宽度B₁和所述待设置梁(1)的高度H₁，并设定所述塑性铰构造盒(4)的尺寸，包括所述塑性铰构造盒(4)的宽度B₂、所述塑性铰构造盒(4)的高度H₂、所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃、所述阻燃泡沫板容置腔(13)的高度H₃、所述塑性铰构造盒(4)距离待设置梁(1)底部的距离h₁、所述塑性铰构造盒(4)距离待设置梁(1)顶部的距离h₂、所述塑性铰构造盒(4)距离待设置梁(1)两侧边的距离b₁、两个阻燃泡沫板容置腔(13)之间的间隔B₄、阻燃泡沫板容置腔(13)的顶部距离塑性铰构造盒(4)的顶部的距离以及两个阻燃泡沫板容置腔(13)的底部距离塑性铰构造盒(4)的底部的距离h₃；所述塑性铰构造盒(4)的各尺寸之间存在如下关系：

H₃＝h₂-2h₃ 公式(1)

B₂＝B₁-2b₁ 公式(2)

B₃＝0.3B₂ 公式(3)

H₂＝H₁-h₁-h₂ 公式(4)

B₄＝B₂-20-2B₃ 公式(5)

h₂＝H₂-h₁＝h₂-c-d_g-d_z 公式(6)

其中，h₃＝35mm，b₁＝50mm，h₁＝c+d_g+d_z，c为保护层厚度，d_g为梁箍筋(7)的直径，d_z为梁底纵筋(3-1)的直径；

步骤102、塑性铰截面抗弯承载力复核，具体过程为：

梁端正弯矩复核：

步骤1021、通过公式(7)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₂+h₃)≥f_sdA_s 公式(7)

其中，f_cd为混凝土轴心抗压强度，f_sd为梁底纵筋(3-1)设计强度，A_s为梁底纵筋(3-1)的截面积；

步骤1022、当公式(7)成立时，由公式(8)计算受压区高度x：

f_cdB₁x＝f_sdA_s 公式(8)

并判断公式(9)是否成立：

x≤ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(9)

其中，ξ_b为相对界限混凝土受压区高度；

当公式(9)成立时，由公式(10)或公式(11)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁x(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(10)

M_d≤M_u＝f_sdA_s(H₁-h₁+0.5d_z-0.5x) 公式(11)

其中，M_d为截面正弯矩设计值，M_u为截面正弯矩抵抗值；

当公式(9)不成立时，由公式(12)判断抗弯承载力是否满足要求：

M_d≤M_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-h₁+0.5d_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(12)

当公式(10)或公式(11)或公式(12)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(10)或公式(11)或公式(12)不成立时，增大所述待设置梁(1)的高度H₁，然后返回步骤1021，直至公式(10)或公式(11)或公式(12)成立；

步骤1023、当公式(7)不成立时，由公式(13)计算受压区高度x：

f_cd(B₁-2B₃)x+f_cdB₁(h₂+h₃)＝f_sdA_s 公式(13)并判断公式(9)是否成立，

当公式(9)成立时，由公式(14)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(9)不成立时，由公式(15)判断抗弯承载力是否满足要求：

当公式(14)或公式(15)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(14)或公式(15)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(14)或公式(15)成立；

步骤1024、根据公式(16)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ＝A_s/[(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z)]≤ρ_max＝ξ_bf_cd/f_sd 公式(16)

当公式(16)成立时，选用步骤1022或步骤1023中设定的尺寸；当公式(16)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃，然后返回步骤1021，直至公式(16)成立；

梁端负弯矩复核：

步骤1025、通过公式(17)判断受压区高度：

f_cdB₁(h₁+h₃)≥f′_sdA′_s 公式(17)

其中，f′_sd为梁顶纵筋(3-2)设计强度，A′_s 为梁顶纵筋(3-2)的截面积；

步骤1026、当公式(17)成立时，由公式(18)计算受压区高度x'：

f_cdB₁x'＝f′_sdA′_s 公式(18)

并判断公式(19)是否成立：

x'≤ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d'_z) 公式(19)

其中，d'_z为梁顶纵筋(3-2)的直径；

当公式(19)成立时，由公式(20)或公式(21)判断抗弯承载力是 否满足要求：

M'_d≤M′_u＝f_cdB₁x'(H₁-c-d_g-0.5d'_z-0.5x') 公式(20)

M'_d≤M′_u＝f′_sdA′_s(H₁-c-d_g-0.5d'_z-0.5x') 公式(21)

其中，M'_d为截面负弯矩设计值，M′_u为截面负弯矩抵抗值；

当公式(19)不成立时，由公式(22)判断抗弯承载力是否满足要求：

M'_d≤M′_u＝f_cdB₁ξ_b(H₁-c-d_g-0.5d'_z)²(1-0.5ξ_b) 公式(22)

当公式(20)或公式(21)或公式(22)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(20)或公式(21)或公式(22)不成立时，增大所述待设置梁(1)的高度H₁，然后返回步骤1025，直至公式(20)或公式(21)或公式(22)成立；

步骤1027、当公式(17)不成立时，由公式(23)计算受压区高度x'：

f_cd(B₁-2B₃)x'+f_cdB₁(h₁+h₃)＝f′_sdA′_s 公式(23)

并判断公式(19)是否成立；

当公式(19)成立时，由公式(24)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(19)不成立时，由公式(25)判断抗弯承载力是否满足：

当公式(24)或公式(25)成立时，选用步骤101中设定的尺寸；当公式(24)或公式(25)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃，然后返回步骤1027，直至公式(24)或公式(25)成立；

步骤1028、根据公式(26)验算最大配筋率：

ρ_min≤ρ'＝A′_s/[(B₁-2B₃)(H₁-c-d_g-0.5d'_z)]≤ρ'_max＝ξ_bf_cd/f′_sd 公式(26)

当公式(26)成立时，选用步骤1025或步骤1026中设定的尺寸；当公式(26)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃，然后返回步骤1028，直至公式(26)成立；

步骤103、塑性铰截面抗剪承载力复核，具体过程为：

步骤1031、截面尺寸复核：

当H₃/(B₁-2B₃)≤4时，根据公式(27-1)复核截面尺寸：

V_d≤0.25β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-1)

当H₃/(B₁-2B₃)≥4时，根据公式(27-2)复核截面尺寸：

V_d≤0.2β_cf_cd(B₁-2B₃)(H₁-h₁+0.5d_z) 公式(27-2)

当4<H₃/(B₁-2B₃)<6时，根据公式(27-3)复核截面尺寸：

其中，V_d为塑性铰截面剪力设计值，β_c为高强混凝土强度折减系数；

当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立时，选用步骤103之前步骤中设定的尺寸；当公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)不成立时，减小所述阻燃泡沫板容置腔(13)的宽度B₃，然后返回步骤1031，直至公式(27-1)或公式(27-2)或公式(27-3)成立；

步骤1032、抗剪承载力复核：

均布荷载作用下根据公式(28)复核抗剪承载力：

集中力作用下根据公式(29)复核抗剪承载力：

其中，f_t为混凝土轴心抗拉强度，A_sv为梁箍筋(7)的截面积，f_yv为梁箍筋设计强度，λ为剪跨比；

当公式(28)或公式(29)成立时，选用步骤1031中设定的尺寸；当公式(28)或公式(29)不成立时，增大梁箍筋(7)的截面积A_sv，然后返回步骤1032，直至公式(28)或公式(29)成立；

步骤1033、根据公式(30)进行梁箍筋(7)最小配筋率复核：

ρ_sv,min＝0.024f_t/f_yv≤ρ_sv＝A_sv/[(B₁-2B₃)s] 公式(30)

其中，ρ_sv,min为梁箍筋(7)最小配筋率，ρ_sv为塑性铰区箍筋配箍率，s为箍筋间距；

当公式(30)成立时，选用步骤1032中设定的尺寸；当公式(30)不成立时，增大梁箍筋(7)的截面积A_sv，然后返回步骤1033，直至公式(30)成立。