强柱弱梁的概念设计--新手迷惑的问题
o如梦无痕o
2011年11月30日 12:28:24
只看楼主

记得大四学习抗震专业课的时候我对课本上的知识基本什么都没记住就记住了两句话 强柱弱梁 强剪弱弯强柱弱梁 这句话从字面的意思 是柱子做强一点 梁做弱一点。不过 等我真正做设计的时候又来了一个概念 地震作用是按刚度分配的于是我得出了一个搞笑的悖论 柱子做的越大 吸收的地震作用越大 那柱子不是更容易破坏么。不是和强柱弱梁的初衷相反么?为此 我纠结了很长时间。还有强剪弱弯 我记得构件抵抗剪力是脆性破坏 如果剪力加大了

记得大四学习抗震专业课的时候
我对课本上的知识基本什么都没记住
就记住了
两句话 强柱弱梁 强剪弱弯
强柱弱梁 这句话从字面的意思
是柱子做强一点 梁做弱一点。
不过 等我真正做设计的时候
又来了一个概念 地震作用是按刚度分配的
于是我得出了一个搞笑的悖论
柱子做的越大 吸收的地震作用越大 那柱子不是更容易破坏么。不是和强柱弱梁的初衷相反么?
为此 我纠结了很长时间。
还有强剪弱弯 我记得构件抵抗剪力是脆性破坏 如果剪力加大了
那构件不是更容易受到破坏么.
以上的疑惑 我以前一直以为仅仅是我当时太菜了 只有我才会这么想。
不过 和好多网友交流 发现很多新手居然有和我当时一样的看法。
所以我就把我后来想明白的想法和大家交流。

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后来当我完全理解刚度 承载力 的时候
我才明白过来 强柱弱梁说的其实是承载力 而不是说的刚度
这个时候 所有的概念就都说的通了。
地震作用是按刚度分配的
当我们按梁柱 刚度分配地震作用的时候
如果同时按所分配各个地震作用算配筋的时候
那这个时候情况其实 地震来了
梁柱 是同时破坏的。
因为他们各自按刚度分配到地震作用并配筋即具有相应的承载力。
所有地震作用来的时候是同时达到破坏极限。
但是 由于梁的耗能能力好,且局部梁破坏 对整体破坏 不如柱子的破坏的后果严重。
所以我们设计的时候采用了强柱弱梁的调整系数。
即柱子增大了地震剪力系数,这样柱的配筋会算的大。
这样柱的抵抗地震的承载力就高于梁。
这样梁就会先于柱破坏。
同时配筋的时候 柱子配筋 在计算的基础上在配大点。
这才叫强柱弱梁的概念设计。
而加大柱截面 那是加大刚度,和承载力有一定得关系。但是最直接的关系还是配的钢筋多少。
所以当做项目的时候 有的时候抗剪承载力之比不满足规范的时候。
加大薄弱层地震放大系数 或者在特殊构件里面加大柱的地震剪力系数会比加大柱截面的效果好得多。

还有强剪弱弯 说的是构件应该具有较强的抗剪承载力 和稍微弱一点的抗弯承载力。
这样构件的受弯破坏会先于受剪破坏出现 。
受弯破坏是延性破坏 一是可以耗能 二是 有足够的时间逃生或者补救。

以上想法 仅仅是我如梦无痕个人看法
如有错误 欢迎批评指正。

[ 本帖最后由 q412873251 于 2011-11-30 12:53 编辑 ]
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yiyingw
2011年12月06日 10:01:52
12楼
版主又一亮帖。。
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ab1300
2011年12月06日 10:50:27
13楼
讨论的很精彩!
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小小顽童
2011年12月06日 17:38:16
14楼
楼主说的很好很对
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wzc735282
2011年12月08日 10:47:40
15楼
楼主分析的很清晰,理论是这么说的,但是现实地震中还是出现了很多柱先于梁破坏...虽然说有可能设计存在疑问,但是,梁和板是整体浇注的,对抗震有一定的影响,希望解释下
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hhhgggllll
2011年12月08日 14:25:24
16楼

赞同!向您学习了。。。
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wty-000
2011年12月09日 13:15:50
17楼
估计把那些系数已经编进去了,呵呵
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徐林续保
2011年12月10日 20:41:28
18楼
分析的很清晰,学习了
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hua_2002
2011年12月12日 17:37:09
19楼
新手来学习了
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zhangwcx
2011年12月12日 19:34:26
20楼
关于强柱弱梁、强剪弱弯,很遗憾,我心目中的神,如梦无痕,这次也被泛滥的说辞蒙蔽了双眼,不知什么原因,使得您对问题的分析,缺少了以往的一针见血和痛快淋漓
把强柱弱梁、强剪弱弯的强弱之分,不加区别地归于承载力,并不能把问题解释清楚。
1.强柱弱梁的强弱指的是 延性[基于材料层次],并且这里弱梁对抗震的贡献应该与耗能无关。
之所以要让梁“弱”一些,是因为梁的存在,阻碍了宏观的地震运动,地震来时,山河为之改观,即便是喜马拉雅山脉,只要他阻碍了地震运动,也会被弄断,喜马拉雅山尚且阻碍不了地震的运动,消耗不完地震的能量,区区一根梁就更无能为力,所以弱梁耗能的说法根本站不住脚。
强柱弱梁,的最终目标是当梁被地震作用弄断时,柱子在梁的反作用、地震影响、静荷载作用下,达不到强度极限,这样,梁断了,柱子也不会断,结构不会塌,体系安全。柱子“强”多少,规范里有调整系数,用以调整柱子的承载力,这就给人造成一种假像,认为强柱就是指柱的承载力要有一定的安全裕度,[注意,这是不正确的。]中国最近那次地震过后,专家们看了现场后,有勇敢的专家站出来说:“我们有罪啊”。罪过不在于计算错误,而在于抗震设防的方向性错误。他们之前认为,在第一阶段的弹性设计中,柱和梁在极限荷载下,都满足弹性要求,为了避免梁柱同时破坏,他们已经在柱子上作了强化手脚,按理说,梁应该先进入塑性状态,而梁一旦进入塑性状态,弯矩但不会再增加[见过镇海等编著的《钢筋混凝土原理和分析》P215页],柱子的弯矩也不会增加,由于柱子经梁强,所以梁的破坏,但宣告了柱子的承载力不会再增加,因此柱子是安全的。
其实他们忽略了一个事实,地震不是静力荷载,地震是运动,而且地震的运动会直接引发结构的振动,从某种角度来说,地震作用可以认为是支座位移,或是直接作用于梁柱节点上的转角位移,在直接的位移作用下,即便梁已经进入塑性状态,转角还是会增加,柱子上的荷载会继续增加,直至破坏。[这时的节点也不是严格意义上的刚性节点了],之前的假设全部不适用了。汶川地震框架结构的破坏多发生在柱子上,这一点足以说明问题。甚至有的梁是完好的,柱子已经破坏的一塌糊涂[OKOK论坛上有图片]
因此,强柱弱梁的强弱之分,表示的是延性的强弱。延性指的是由弹性极限到破坏状态之间的这段距离,这段距离越长,材料越不易破坏。现行规范固然对柱子采用了承载力调整系数,这只是给他一个安全裕度,在规范上称为抗震措施等级,而最终结构的安全却是靠延性,即构造措施等级来决定的。
在地震面前,一味地抵抗是无意义和徒劳的,地震来时,山河都为之改观,人造的建筑又能维持多久?在地震面前我们只有顺从,地震要破坏,让他破坏好了,最理想的强柱弱梁模型是2根柱子用一根小木棍连起来,这才是强柱弱梁。
2.强剪弱弯,强弱之分指的是 延性比[基于构件层次] 这跟耗能有关,地震作用不仅仅是宏观运动,还有地震时程曲线下的结构强迫振动,其动力系数大约在2-4之间,可以加大截面和配筋控制在弹性范围之内,如果超过了弹性范围,就得考虑耗能,需要说明的是,单纯的结构动力反应,其能量不足以摧毁一座喜马拉雅山,人造的建筑通过采取一些措施也完全可以把他消耗掉,这些措施就是阻尼和延性比。弯曲的延性比,要大于剪切。延性比是强度极限下的变形与弹性极限下变形的比值。他反映了构件耗能能力的大小。由试验得出的弯曲和剪切变形曲线可以分析出,弯曲延性大于剪切,因此,选择强剪弱弯。
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cwplovejoyful
2012年07月23日 14:42:38
21楼
这,完全颠覆了。。。
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