服务热线
0898-66756178
18889805710
新闻中心
TongMSK View | 抗震设计为什么要求强柱弱梁
浏览次数:949次发布时间:2022/11/28

在抗震设计中,大家都非常熟悉“强柱弱梁”的设计思想,但是为什么提出这样的要求,很多设计人员其实是一知半解的。今天童老师就把“强柱弱梁”的来龙去脉给大家一次性讲解清楚~

Q1框架结构中的强柱弱梁设计要求是怎么被提出来的呢?

童老师:

这要从能力设计法(Capacity Design Technique)开始说起。能力设计法又叫作机构控制设计法,它的基本思想是:

1、结构的破坏按照人们设想的形式发生,避免脆性破坏先于延性破坏发生,且结构破坏时能够发生明显可见的变形(延性);

2、通过塑性开展、塑性变形削减结构的刚度,避免结构瞬时周期与地震波的卓越周期出现重合,从而使结构对地震作用产生一定程度的免疫;

3、塑性变形可以吸收地震波的能量,通过耗能削减地震响应。

能力设计法对结构的抗震设计非常重要,“强柱弱梁”的设计概念就来自于这种方法。此外,以下这些常用的设计思想也来自于能力设计法:

● 钢结构的强节点弱杆件设计要求

● 钢筋混凝土剪力墙的强剪弱弯设计要求

● 偏心支撑框架中弱耗能梁段的设计

● 弱剪型支撑强框架的要求(斜支撑的屈曲或屈服先于框架柱形成塑性铰或屈曲)

● 强钢梁,弱八(人)字支撑的设计思想

● 钢框架内嵌未加劲的钢板墙,钢板墙应首先出现拉力场现象

Q2“强柱弱梁”的设计方法有什么优点?

童老师:

“强柱弱梁”设计方法的优点主要有:

(1)不会形成薄弱层;

(2)钢梁内轴力很小,弯矩曲率滞回曲线饱满,延性好,耗能能力强;

(3)钢材抗拉强度能够在罕遇地震下发挥作用;

(4)倒塌机构中包含更多塑性铰,引发倒塌需要的地震能量更大。

图1 强柱弱梁的优点

Q3地震工况下框架结构的动力稳定性如何得到保证?

童老师:

由于高阶振型的影响、钢梁塑性铰形成的不同步及塑性铰会在隔层形成等因素,结构不会出现0刚度状态,仍保有30%-37%的初始刚度。

这个30%-37%的初始刚度可以抵消框架的二阶效应,保证框架结构在地震工况下的动力稳定性。

图2 隔层形成塑性铰,结构仍保有30%-37%的初始刚度

因此,框架结构,包括双重抗侧力结构中的框架结构,应满足强柱弱梁要求。在高烈度设防地区,强柱弱梁的豁免条件应适当加严(框架柱的轴压比、地震力的放大倍数等)。

注:本文是《钢结构与钢-混凝土组合结构设计的方法》1.5节的提炼,该书由国家科学技术学术著作出版基金资助,建筑工业出版社2022年6月出版,第2次印刷,欢迎选购。



文章转自铁木辛柯工程设计与研究公众号


扫一扫 关注我们
服务热线
0898-66756178
18889805710
联系我们
邮箱:187111337@qq.com
地址:海南省海口市滨海大道121-8号信恒大厦15层
CopyRight 2021 All Rights Reserved    海南浙大钢构有限公司    琼ICP备17004820号-1
技术支持:绿色创意
客服
微信

扫一扫,关注我们

咨询热线
0898-66756178

顶部