强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件教学文案

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框架结构抗震设计中强柱弱梁

框架结构抗震设计中强柱弱梁

框架结构抗震设计中强柱弱梁在抗震设计中,“强柱弱梁”作为设计延性框架所采取的基本措施之一,应贯彻在整个设计过程中,从各方面保证增大框架柱的安全度,使框架梁成为相对较弱的的构件。

但在实际的设计过程中,影响到实现强柱弱梁的因素有很多,设计时应加强概念设计,对规范条文不宜照搬照抄机械执行。

关键词:框架结构;强柱弱梁;概念设计1 引言概念设计对于结构设计来说十分重要,甚至可以说概念设计是结构设计的根本。

概念设计有几个重要原则:“强柱弱梁”,“强节点弱构件”,“强剪弱弯”。

本文重点讨论框架结构的强柱弱梁问题。

框架结构设计上要求强柱弱梁,以保证结构的延性,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。

2 规范的相关规定《建筑抗震设计规范》第条规定:一、二、三级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于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一级框架结构及9度时尚应符合∑Mc =1 .2∑Mbua式中各符号意义见规范。

当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

《高层建筑混凝土结构技术规程》第,第条以及《混凝土结构设计规范》第条均有相似的规定。

3 问题但汶川地震的结果并不如预想的一样,如下列图:4 讨论如何从设计上保证强柱弱梁框架梁端弯矩调幅由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质,在竖向荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩,进行调幅。

优点:①减少负弯矩钢筋的拥挤现象。

②有利于实现强柱弱梁③减少梁端,增大跨中,梁构件偏于安全。

中梁刚度放大系数《高规》第条规定:在结构内力和位移计算中,现浇楼板和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以放大。

强柱弱梁

强柱弱梁

现行规范设计方法
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)有如下规定:
其中,对不同级别框架以及不同类型框架增大系数取值如下:
现行规范设计方法
对于框架结构底层柱下端,《建筑抗震设计规范》中做了如下规定:
此外,《高层建筑混凝土结构技术规程》( JGJ3-2010 )6.2.1、 6.2.2、10.2.11以及《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 11.4.1条中做了同样的规定。
规范是考虑了钢筋超配10%的基础上给出了柱端弯矩增大系数。 众所周知,加大截面配筋混凝土构件的抗力就能提高。但是多数 情况下设计人会放大了梁端的钢筋,使得梁端部钢筋超筋,但是 对框架柱却不做调整。
存在误区
“强柱弱梁”与梁柱的线刚度之比存在关联 强柱弱梁是概念设计的一部分,强柱弱梁并不是说柱子的线刚度比 梁的线刚度大。线刚度影响的只是内力分配,与构件的抗力并无关 系。工程中,很多情况下柱子的线刚度比梁的小,强柱弱梁的实现 是通过内力调整、构件配筋来实现的。
存在误区
设计中随意放大框架梁的端部钢筋。
浅谈 “强柱弱梁”
为了实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标,结 构设计中,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱 梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是结构抗震设计中的重要原则。在 此,我们简要介绍一下“强柱弱梁”的相关概念、重要性以及规 范中如何体现这一重要原则。
何谓“强柱弱梁”?
框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关。试验研究表 明,梁先屈服,可以使整个框架有比较大的内力重分布和能量消 耗能力,极限层间位移增大,抗震性能比较好。如果柱先屈服, 则可能使整个结构行规范设计方法
所谓“强柱弱梁”是指节点处柱端实际抗弯承载力大于梁端实 际抗弯承载力,两者的比值称为“柱梁抗弯承载力比”。该比 值越大,实现“强柱弱梁”机制的可能性就越大。现行设计规 范采用增大柱端弯矩设计值的方法来避免或延迟柱端出现塑性 铰。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

如何理解“强柱弱梁”1,“强柱弱梁”的本质指梁柱节点处,柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强柱弱梁”因为框架结构的变形能力与其破坏机制有很大的关系。

研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大的内力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,抗震性能较好。

若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌。

3,怎样保证“强柱弱梁”一般采用增大柱端弯矩设计值的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,柱端弯矩增大系数分别取、、),PKPM程序自动考虑这一规定。

4,哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用(梁截面为T形,PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑),但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋,并没有考虑楼板的约束作用,低估了梁的承载能力。

实际应该这样处理:按T形截面进行的内力分析,就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋;或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数,然后按矩形截面进行配筋。

②梁端配筋采用的是柱中线处的内力,而实际上应该采用柱边的内力,而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%,实际上增加了梁端的配筋。

③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。

如何理解“强剪弱弯”1,“强剪弱弯”的本质指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强剪弱弯”因为弯曲破坏是延性破坏,有一定的征兆,如裂缝、挠度等;而剪切破坏是脆性破坏,没有任何预兆突然破坏。

所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。

3,怎样保证“强剪弱弯”一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,梁端剪力增大系数分别为、、;柱剪力增大系数分别为、、;剪力墙抗震等级为一、二、三级时,剪力墙剪力增大系数分别为、、)。

PKPM程序自动考虑这一规定。

具体配筋时,可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”:1,增大箍筋直径,减小箍筋间距。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。

考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性,它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关,故根据上述原则,我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏:1)梁先于柱破坏。

梁的破坏是构件破坏,属于局部性的破坏,而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性,造成结构倒塌,故柱比梁重要,最先保证柱的安全;2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。

“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生;“弯曲破坏”是延性破坏,是有所预兆的,工程中我们需要避免发生剪切破坏,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏;3)节点的承载力应高于连接的构件,如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。

然而,现实中的效果并非如预期设想。

以汶川地震为例,震害现场调查发现:柱剪切破坏严重,梁柱节点区破坏严重;框架柱上下端出现塑性铰,我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现,典型震害现场如下图:造成这种问题的因素很多,例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等,本文将结合规范,分析其计算方法及影响因素,并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计。

规范规定1强柱弱梁的相关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(以下简称《抗震规范》)第条:一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于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: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:当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

同理《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)、、条、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(以下简称《混凝土规范》)条。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念【范本模板】

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念【范本模板】

1,“强柱弱梁”的本质指梁柱节点处,柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强柱弱梁"?因为框架结构的变形能力与其破坏机制有很大的关系。

研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大的内力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,抗震性能较好。

若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌。

3,怎样保证“强柱弱梁”?一般采用增大柱端弯矩设计值的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,柱端弯矩增大系数分别取1。

4、1.2、1。

1),PKPM程序自动考虑这一规定.4,哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”?①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用(梁截面为T形,PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑),但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋,并没有考虑楼板的约束作用,低估了梁的承载能力。

实际应该这样处理:按T形截面进行的内力分析,就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋;或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数,然后按矩形截面进行配筋。

②梁端配筋采用的是柱中线处的内力,而实际上应该采用柱边的内力,而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%,实际上增加了梁端的配筋.③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大.1,“强剪弱弯”的本质指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强剪弱弯”?因为弯曲破坏是延性破坏,有一定的征兆,如裂缝、挠度等;而剪切破坏是脆性破坏,没有任何预兆突然破坏.所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。

3,怎样保证“强剪弱弯”?一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,梁端剪力增大系数分别为1。

3、1.2、1。

1;柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1。

1;剪力墙抗震等级为一、二、三级时,剪力墙剪力增大系数分别为1。

6、1.4、1。

强柱弱梁强剪弱弯强节点弱构件

强柱弱梁强剪弱弯强节点弱构件

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。

考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性,它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关,故根据上述原则,我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏:1)梁先于柱破坏。

梁的破坏是构件破坏,属于局部性的破坏,而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性,造成结构倒塌,故柱比梁重要,最先保证柱的安全;2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。

“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生;“弯曲破坏”是延性破坏,是有所预兆的,工程中我们需要避免发生剪切破坏,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏;3)节点的承载力应高于连接的构件,如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。

然而,现实中的效果并非如预期设想。

以汶川地震为例,震害现场调查发现:柱剪切破坏严重,梁柱节点区破坏严重;框架柱上下端出现塑性铰,我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现,典型震害现场如下图:造成这种问题的因素很多,例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等,本文将结合规范,分析其计算方法及影响因素,并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”“强柱弱梁”“强剪弱弯”设计如“强柱弱梁””设计的影响因素目前我国现行规范对强柱弱梁设计的规定,是基于纵筋实配不超过计算配筋10%的前提给出的。

但鉴于地震影响的复杂性,难以精确考虑,10%的钢配超筋也并非代表工程设计中的实际情况,因此“即使按强柱弱梁设计的框架,在强震作用下,柱端仍有可能出现塑性铰”“当计算梁端抗震受弯承载力时,若计入楼板的钢筋,则可提高框架强柱弱梁的程度”,但如何考虑并没有更为具体的规定。

当我们为了体现楼板与梁共同工作,常在设计中采用梁刚度放大系数法来考虑楼板对框架梁抗弯刚度的提高,但这样会导致计算分析后得到的梁端弯矩比按矩形截面梁处理的结果偏大,因为配筋的时候是将这样计算得到的纵筋结果全部配置在矩形截面内,且楼板设计时重叠钢筋面积也没有被扣除,所以无形会导致梁钢筋出现超配。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

1,“强柱弱梁”的本质指梁柱节点处,柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强柱弱梁”?因为框架结构的变形能力与其破坏机制有很大的关系。

研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大的力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,抗震性能较好。

若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌。

3,怎样保证“强柱弱梁”?一般采用增大柱端弯矩设计值的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1),PKPM程序自动考虑这一规定。

4,哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”?①结构力分析时考虑了楼板的约束作用(梁截面为T形,PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑),但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋,并没有考虑楼板的约束作用,低估了梁的承载能力。

实际应该这样处理:按T形截面进行的力分析,就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋;或者将按T形截面进行力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数,然后按矩形截面进行配筋。

②梁端配筋采用的是柱中线处的力,而实际上应该采用柱边的力,而柱中线处的力比柱边的力大约20%,实际上增加了梁端的配筋。

③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。

1,“强剪弱弯”的本质指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强剪弱弯”?因为弯曲破坏是延性破坏,有一定的征兆,如裂缝、挠度等;而剪切破坏是脆性破坏,没有任何预兆突然破坏。

所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。

3,怎样保证“强剪弱弯”?一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1;柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1;剪力墙抗震等级为一、二、三级时,剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2)。

PKPM程序自动考虑这一规定。

在设计中如何体现“强柱弱梁”“强减弱玩”“强节点弱构件”

在设计中如何体现“强柱弱梁”“强减弱玩”“强节点弱构件”

在设计中如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯”的原则?如何进行节点设计?“强柱弱梁,强剪弱弯”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!所以我们要保证柱子更“相对”安全,故要“强柱弱梁节点处梁端实际受弯承载力和柱端实际受弯承载力之间满足下列不等式:是在不同程度减缓柱端的屈服,一般采用增大柱端弯矩设计值的方法,将承载力的不等式转为内力设计值的关系式,采用不同增大系数,使不同抗震等级的框架柱端弯矩设计值有不同程度的差异,对一级框架结构和9度,除采用增大系数的方法外,还采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值方法。

2001规范比89规范适当提高了强柱弱梁的弯矩增大系数nc,9度时及一级框架结构考虑框架梁的实际受弯承载力,并乘m增大系数1.2,主要考虑部分楼板钢筋的作用。

框架的梁柱节点处除框架顶层和柱轴压比小于0.15者外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:9度和一级框架结构,尚应符合:式中:——节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的变矩设计值之和,上下柱端的弯矩设计值,可按弹性分析分配;——节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和,节点左右梁端均为负值时,绝对值较小的弯矩取零;——节点左右截面反时针或顺时针方向按实配钢筋(考虑受压钢筋)正截面抗震受弯承载力,所对应的弯矩值之和,可根据实际配筋面积和材料强度标准值确定。

上式中:b——梁截面宽度;h0——梁截面有效高度;——受压区纵向钢筋合力点至受压区边缘的距离;x ——受压区高度;fck——混凝土轴心抗压强度标准值;fyk——钢筋抗拉强度标准值;As——受拉钢筋截面面积;——受压钢筋截面面积;RE——承载力抗震调整系数;λb——相对界限受压区高度;ξEs——钢筋弹性模量。

当框架点不在楼层内时,说明浇若干层的框架梁相对较弱,为避免在竖向荷载和地震共同作用下变形集中,压屈失稳,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

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强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件
结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。

考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性,它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关,故根据上述原则,我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏:1)梁先于柱破坏。

梁的破坏是构件破坏,属于局部性的破坏,而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性,造成结构倒塌,故柱比梁重要,最先保证柱的安全;2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。

“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生;“弯曲破坏”是延性破坏,是有所预兆的,工程中我们需要避免发生剪切破坏,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏;3)节点的承载力应高于连接的构件,如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。

然而,现实中的效果并非如预期设想。

以汶川地震为例,震害现场调查发现:柱剪切破坏严重,梁柱节点区破坏严重;框架柱上下端出现塑性铰,我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现,典型震害现场如下图:造成这种问题的因素很多,例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等,本文将结合规范,
分析其计算方法及影响因素,并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计。

规范规定1强柱弱梁的相关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(以下简称《抗震规范》)第6.2.2条:一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架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: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:当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

同理《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)6.2.1、6.2.2、10.2.11条、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(以下简称《混凝土规范》)11.4.1条。

为避免出现框架结构柱下端过早屈服,影响整个结构的抗倒塌能力,需对结构底层乘以弯矩增大系数,即《抗震规范》6.2.3条:一、二、三、四级框架结构的底层,柱下端截面组合的弯矩设计值,应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2.底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。

由上文可知,规范提出的方法是:1)柱端弯矩设计值增大系数法,将梁、柱之间的承载力不等式转为梁、柱的地震组合内力设计值的关系式,并使不同抗震等级的柱端弯矩设计值有不同程度的差异;2) 针对一级框架采用考虑梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗
震受弯承载力确定柱端弯矩设计值方法,考虑楼板钢筋可提高“强柱弱梁”程度。

2强剪弱弯的相关规定《抗震规范》第6.2.5条一、二、三、四级的框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式调整:一级的框架结构和9度的一级框架可不按上式调整,但应符合下式要求:
《抗震规范》第6.2.4条一、二、三级的框架梁和抗震墙的连梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整:一级的框架结构和9度的一级框架梁、连梁可不按上式调整,但应符合下式要求:同理《高规》6.2.5条、7.2.21条,《混凝土规范》11.4.3条。

规范考虑“强剪弱弯”设计如“强柱弱梁”设计,不同抗震等级的梁、柱采用不同剪力增大系数,同样考虑材料实际强度和钢筋实际面积两个因素的影响。

3强节点弱构件的相关规定《高规》6.2.7条抗震设计时,一、二、三级框架的节点核心区应进行抗震验算;四级框架节点可不进行抗震验算。

各抗震等级的框架节点均应符合构造措施的要求。

目前《混凝土规范》11.6小节,《抗规》附录D均提供具体的节点核心区验算方法。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计的影响因素目前我国现行规范对强柱弱梁设计的规定,是基于纵筋实配不超过计算配筋10%的前提给出的。

但鉴于地震影响的复杂性,难以精确考虑,10%的钢配超筋也并非代表工程设计中的实际情况,因此“即使按强柱弱梁设计的框架,在强震作用下,柱端仍有
可能出现塑性铰”为了尽量避免出现这种情况,我们需要分析其主要影响因素,以便有的放矢的控制强柱弱梁设计:1梁端钢筋超配和钢筋实际强度超强1)根据上文式(1)可知,梁端负弯矩越大,则对框架柱的要求越高,适当降低梁端负弯矩,有利于强柱弱梁的实现;2)在我们的设计中下筋是正弯矩受拉筋和负弯矩受压筋,最终面积包络取二者较大值,当梁底配筋由梁跨中正弯矩控制时,会导致梁端下部钢筋过多,造成梁端正弯矩超配;3)实际工程设计中,实配钢筋通常会大于计算钢筋,如果大于10%超配系数的前提,则更不利于推迟柱端塑性铰;4)一些国家的设计规范对预期塑性铰部位的钢筋材性指标有更为严格的规定,我国暂时还没有具体规定,但实际工程可能出现超强的情况。

2楼板影响《抗规》6.2.2条条文说明提到“当计算梁端抗震受弯承载力时,若计入楼板的钢筋,则可提高框架强柱弱梁的程度”,但如何考虑并没有更为具体的规定。

当我们为了体现楼板与梁共同工作,常在设计中采用梁刚度放大系数法来考虑楼板对框架梁抗弯刚度的提高,但这样会导致计算分析后得到的梁端弯矩比按矩形截面梁处理的结果偏大,因为配筋的时候是将这样计算得到的纵筋结果全部配置在矩形截面内,且楼板设计时重叠钢筋面积也没有被扣除,所以无形会导致梁钢筋出现超配。

国内外许多试验表明,楼板内的钢筋会使框架梁的实际抗弯承载力
增大20~30%,甚至更多,即便不考虑其他因素,楼板配筋对框架梁端实际受弯承载力的增大幅度,对于大多二、三级框架,都会超出规范规定的柱端弯矩增大系数,乃至一级框架也可能会不满足强柱弱梁要求。

3压弯破坏降低柱抗剪承载力在柱强剪弱弯的设计方面,即使柱端首先发生弯曲形成塑性铰,巨大的轴压也容易使混凝土压溃而发生剥离脱落,从而严重削弱柱端抗剪能力,出现剪切破坏。

因此,需要考虑压弯破坏对柱端抗剪承载力降低的影响,采用相关的构造技术,防止柱混凝土强度退化,充分保证“强剪弱弯”
结束语“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是结构设计所需遵守的重要原则,它们的屈服机制是地震来临时,我们理想的、所期望的,但现实中有很多因素导致其实现的可能性降低。

作为结构设计人员,应该充分认识理解这些影响因素,吸取地震灾害的经验教训,从工程的实际受力状况考虑,采用合理的软件计算模型和分析方法,将这些影响因素纳入整体结构设计计算中,保证“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”屈服机制的实现。

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