如何理解“強(qiáng)柱弱梁-強(qiáng)剪弱彎-強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”

1、1強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁1.1“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”的本質(zhì)的本質(zhì)指梁柱節(jié)點(diǎn)處，柱端實(shí)際受彎承載力大于梁端實(shí)際受彎承載力。1.2為什么要保證為什么要保證“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”？因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)的變形能力與其破壞機(jī)制有很大的關(guān)系。研究表明：梁先屈服，即梁端先出現(xiàn)塑性鉸，可使整個框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的內(nèi)力重分布，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耗能能力和極限層間位移，抗震性能較好。若柱先屈服，則可能使整個結(jié)構(gòu)變成幾何可變體系，造成結(jié)構(gòu)倒塌。1.3怎樣保證怎樣保證“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱

2、梁”？一般采用增大柱端彎矩設(shè)計(jì)值的方法（框架抗震等級為一、二、三級時(shí)，柱端彎矩增大系數(shù)分別取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自動考慮這一規(guī)定。1.4哪些因素導(dǎo)致無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)哪些因素導(dǎo)致無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”？①結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)考慮了樓板的約束作用（梁截面為T形，PKPM中以邊梁和中梁的剛度放大系數(shù)來考慮），但梁的承載力設(shè)計(jì)時(shí)仍以矩形截面來配筋，并沒有考慮樓板的約束作用，低估了梁的承載能力。實(shí)際應(yīng)該這樣處理：按T形截面進(jìn)行的

3、內(nèi)力分析，就應(yīng)根據(jù)所得的承載力按T形截面進(jìn)行配筋；或者將按T形截面進(jìn)行內(nèi)力分析后所得的承載力除以梁剛度放大系數(shù)，然后按矩形截面進(jìn)行配筋。②梁端配筋采用的是柱中線處的內(nèi)力，而實(shí)際上應(yīng)該采用柱邊的內(nèi)力，而柱中線處的內(nèi)力比柱邊的內(nèi)力大約20%，實(shí)際上增加了梁端的配筋。③由于設(shè)計(jì)習(xí)慣和鋼筋需要?dú)w并等原因造成梁配筋的增大。2強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎2.1“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”的本質(zhì)的本質(zhì)指梁、柱和剪力墻底部的斜截面實(shí)際受剪承載力大于實(shí)際受彎承載力。2.2為

4、什么要保證為什么要保證“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”？因?yàn)閺澢茐氖茄有云茐?，有一定的征兆，如裂縫、撓度等；而剪切破壞是脆性破壞，沒有任何預(yù)兆突然破壞。所以要保證構(gòu)件在發(fā)生彎曲破壞前不產(chǎn)生剪切破壞。2.3怎樣保證怎樣保證“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”？一般采用增大梁端、柱和剪力墻剪力增大系數(shù)的方法（框架抗震等級為一、二、三級時(shí)，梁端剪力增大系數(shù)分別為1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系數(shù)分別為1.4、1.2、1.1；剪力墻抗震等級為一、二、三級時(shí)，剪力墻剪

5、力增大系數(shù)分別為1.6、1.4、1.2）。PKPM程序自動考慮這一規(guī)定。具體配筋時(shí)，可采取以下措施來盡量保證“強(qiáng)剪弱彎”：(1)填充墻材料性質(zhì)造成其自身剛度的不同隨填充墻自身剛度減小對框架抗側(cè)剛度的貢獻(xiàn)減小依次是標(biāo)準(zhǔn)磚、空心磚、加砌混凝土砌塊但即使采用低強(qiáng)度砌塊填充墻剛度對框架結(jié)構(gòu)的影響也不能完全忽略。(2)結(jié)構(gòu)同一層隨隔墻數(shù)量增加周期減小結(jié)構(gòu)剛度變大層間剛度突變越來越不明顯當(dāng)上下層的隔墻布臵僅有少量差異時(shí)結(jié)構(gòu)周期非常接近影響很小。(3

6、)令樓層填充墻截面面積與其上相鄰一層填充墻截面面積之比為w當(dāng)某層w≤45%時(shí)應(yīng)將該層視為“薄弱層”。為保證有足夠的安全度實(shí)際設(shè)計(jì)過程中建議w不低于60%。(4)“薄弱層”在底層時(shí)對結(jié)構(gòu)整體性能影響最大地震力作用下底層發(fā)生破壞的可能性最大“薄弱層”往頂層移動只在“薄弱層”位臵處位移增大剛度突變上下層剛度比增加但與其上相鄰三層剛度均值之比卻在減小剛度比不滿足規(guī)范要求“薄弱層”在頂層時(shí)對結(jié)構(gòu)整體影響最小。(5)“薄弱層”填充墻的數(shù)量及其在樓層

7、中的位臵是影響自振周期計(jì)算的兩個主要原因隨“薄弱層”位臵不同填充墻對框架抗側(cè)剛度的參與率不同隨高度增加而有所減小建議規(guī)范提出考慮填充墻影響的框架抗側(cè)剛度計(jì)算模型。3.4.2樓板對框架梁承載力及剛度的影響樓板對框架梁承載力及剛度的影響框架結(jié)構(gòu)中樓板與梁共同澆注實(shí)際參與梁的受力一定程度上提高了框架梁的抗彎剛度和承載力。影響現(xiàn)澆樓板對框架梁增強(qiáng)作用程度的主要因素有節(jié)點(diǎn)類型、橫向梁剛度以及側(cè)向位移值[4]。樓板內(nèi)的鋼筋會使框架梁的實(shí)際抗彎承載力

8、增大20%～30%甚至有些情況下會增大近1倍[5]。但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中僅考慮樓板對框架梁抗彎剛度的提高將中梁和邊梁的剛度按原框架梁矩形截面剛度乘2.0或1.5的增大系數(shù)。此做法雖然增大了梁端彎矩但同時(shí)亦增大了梁的配筋且樓板鋼筋的作用未計(jì)入。因此要真正實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)目標(biāo)必須考慮樓板有效翼緣寬度范圍內(nèi)梁受到的增強(qiáng)作用并將其等效為T形或者形梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3.4.3柱軸壓比的影響柱軸壓比的影響文獻(xiàn)[3]規(guī)定框架結(jié)構(gòu)柱的軸壓比限值在0.7～0

9、.9之間隨抗震等級提高而減小。與日本規(guī)范相比我國規(guī)范的軸壓比要大很多是其2～3倍。軸壓比限值越高柱的截面允許尺寸就越小。這一做法雖然能夠滿足使用空間大、美觀經(jīng)濟(jì)的要求但減小了安全儲備同時(shí)降低了梁柱線剛度比使得“強(qiáng)柱弱梁”機(jī)制難以實(shí)現(xiàn)。3.5抗震規(guī)范對抗震規(guī)范對“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”的考慮的考慮現(xiàn)行抗震規(guī)范對“強(qiáng)柱弱梁”的考慮主要通過調(diào)整梁端柱端彎矩的比值來控制。由于地震的復(fù)雜性、樓板的影響、鋼筋屈服強(qiáng)度的超強(qiáng)難以通過精確的計(jì)算真正實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)