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2018-08-07 09:13:42 | 分类:默认分类 | 标签:

建筑结构设计于承受极大地震力后,梁会先破坏以达吸收地震能量产生塑性铰并将应力传递至另一未破坏的梁上。强柱弱梁的作法就是在确保柱不会比梁先破坏,以致产生建筑物瞬间倒塌,造成人员无时间逃生而伤亡。

强柱弱梁(strong column and weak beam)指的是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求。用以提高结构的变形能力,防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段,也是目的,其手段表现在人们对柱的设计弯矩人为放大,对梁不放大。其目的表现在调整后,柱的抗弯能力比之前强了,而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时,梁端可以先于柱屈服。

强柱弱梁是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。就是柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌,后果严重。要保证柱子更“相对”安全,故要“强柱弱梁”。

强柱弱梁造成原因   

第一,楼板的作用,在我们的结构设计中一般都是不考虑楼板参与整体计算的,大部分情况下是直接将荷载倒算的梁上,而在计算水平荷载(地震跟风荷载)的时候考虑楼板对梁刚度的提高作用,用一个中梁刚度放大系数(及边梁刚度放大系数)来考虑楼板的作用,但梁配筋的时候又只考虑矩形截面,这样一来形成了本来是T型梁承受荷载,钢筋却完全集中在矩形截面中,而T型截面的翼缘也没有少陪钢筋(因为板中钢筋不能少配),这从无梁楼盖的配筋形式中可以发现我们现阶段采用的设计方法一方面是非常费,另一方面还吃力不讨好,对抗震规范的基本要求“强柱弱梁”没有任何好处(其实还起到坏处)。所以,在以后的设计中应加强对楼板的利用,让楼板参与计算必将是大势所趋。

第二,程序计算过程中没有考虑柱刚域的影响,在实际设计过程中对梁支座钢筋的超配,支座处裂缝验算对支座钢筋的加大(说明:楼板及其配钢筋对裂缝大有帮助)等都是造成“强梁弱柱”的罪魁祸首。   

第三,由于实际工程中都少不了砌体墙,而地震作用下砌体墙与梁一起运动,无疑对梁有一个较大的加强作用。而柱子一般情况下都是无依无靠的,任何情况下都只能靠自己的作用,也是造成“强梁弱柱”的一个原因。    

第四,在经常用到的SATWE计算程序中对柱的配筋计算仍不科学,众所周知,柱是典型的偏压构件,针对一定的柱子就可以得出其柱子的N-M相关曲线(即柱子的尺寸、混凝土型号、钢筋等一定,就可以得出其破坏的包络曲线),而SATWE程序在计算柱子配筋时采用的极值法配筋确实不安全的,可以认为柱子在设计阶段就让它有可能是“缺陷柱”。    

第五,地震作用下竖向地震对柱子的破坏作用将是致命的,从上图也可以看出,在大偏压情况下(M大,N小)随着轴力的减小柱子越发不利,这也是形成“强梁弱柱”的一个原因。


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