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