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“强梁弱柱”与应力分流
bjdtm2001






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2011-10-17 12:20    QQ 顶部
huang840828 wrote:
楼板越薄、梁刚度越小,“强梁弱柱”现象越显著。
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这个好像说不通,对于一般的结构来说,地震的水平作用其主导作用,跟网球的例子不一样。
再者网球的例子,球网耗能,一是球网材料的随你刚好能,一是球网连接处的摩擦耗能,球 ...

关于楼板越薄的这个结论当然只是一个猜想。主要依据是楼板振动耗能的一个想法,如果楼板很薄,在平面外快速加载作用下发生震颤,从直观和生活经验上理解,似乎更有利于卸载。就好比球网(这里的球网是指球场中间的拦网),高速运行的球体冲击到球网上,能量(动能)很快就释放传递掉了。这主要还是来说明二维构件的动力卸荷效应,比喻肯定不确切,但主要就是一种力学的直观概念在里面吧。

还是要说明一点,水平地震作用仍然可以导致楼板振动。柱子传递来的弯矩,对于楼盖结构来讲是一种平面外弯矩,平面外弯矩可以使得板类结构发生震颤。
zsw2100






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帖子 54
2011-10-17 18:18    顶部
这个问题还是很有意思的。
我想用LS-DYNA做一个简单的三层或四层典型的有代表性的框架结构弹塑性时程分析:
1,来观察塑性铰出现的机理;
2,考虑有无楼板(预制,现浇),有无填充墙等情况对塑性铰出现的影响;
但由于我们没有做过这种低矮结构的设计,所以希望那位大侠能够提供一个典型结构的设计,包括梁柱截面、配筋,楼面板厚度、配筋,填充墙的大致本构,尽量简单,能说明问题即可!
由于业余时间和个人能力都有限,不一定呢能得出什么结论,但有什么结果的话我将附贴于大家分享。
如果大家有什么好的建议和意见也可以提供给我,希望能得到较详细的
huang840828






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2011-10-17 21:04    顶部
bjdtm2001 wrote:

感谢#23楼fazing的探讨。
对您提出的第二个问题:“ 另一个问题:假设在楼面是放上一个重量比较大的带轮子的重物,轮子与楼面的间摩擦系数为零,与同样有此重物但不带轮子的两幢一样房子,发生地震时,底层地震作用大小一样吗?   ...

摩擦系数为0的滑轮放在楼板上能耗能么?这个跟水箱里的水耗能是不一样的吧。

假设滑轮质量足够大M,放在一层房屋楼板上,简化来看,结构有两个自由度:平动的楼板和竖向振动的滑轮。摩擦系数为零,滑轮和楼板之间没有相互作用,理论上这部分质量相对地球是静止的,水平地震作用下,它不起作用,竖向地震作用下,会被抛起来,离开楼板它就不起作用了。

所以,底层水平地震作用还是一样的,竖向就相当于加了一个力:M*g,呵呵
huang840828






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帖子 332
2011-10-17 21:56    顶部
bjdtm2001 wrote:


关于楼板越薄的这个结论当然只是一个猜想。主要依据是楼板振动耗能的一个想法,如果楼板很薄,在平面外快速加载作用下发生震颤,从直观和生活经验上理解,似乎更有利于卸载。就好比球网(这里的球网是指球场中间的拦网),高速运 ...

一般来说,地震作用下,地震传来的能量往哪里去了:变形耗能、阻尼耗能。一般房屋主要还是变形耗能。地震作用下,水平、竖向地震作用,都可以使楼板震颤。但是,楼板发生震颤的大小并不等于楼板耗能的大小,决定楼板耗能大小的还是材料的变形耗能。

网球的例子,我认为球的动能传给了球网,这部分能量最终去了哪里?我认为是球网的变形耗能拿走了一部分,球网与立柱连接处的摩擦耗能拿走了一部分。

对比楼板的例子,楼板要耗能就要发生变形,当然三维地震作用下楼板有震颤,有平面外弯矩,但是楼板的变形很小,原因是刚度很大,最终地震传来的能量还是要靠结构的塑性变形才能消耗掉的。现实例子中,柱、墙、节点连接区发生了变形,吸走了这部分能量。数值分析结果显示规则框架结构同一楼板各柱顶处的位移几乎没有差别,主要耗能构件是柱(当然,没有考虑节点区耗能)。

再假设一楼板为1mm厚的钢板(铁皮?是否恰当),地震作用下,楼板肯定也发生震颤。这时候耗能的主要构件是哪些呢?简单一些,假设结构位移正方形,各柱尺寸相同,分开来看,竖向地震作用下,各柱输入一致,那么各柱位移是一致,楼板震颤,结构主要耗能区是节点区,楼板的耗能还是要看其变形;水平地震作用下,还是节点区和柱子。这应该是‘强柱弱梁’嘛。

楼主第一楼提出的梁柱应力分流,进而推出的强梁弱柱,前一部分是正确的,后面的就不对。梁、柱、板就好比是三个人掰手腕,梁板相帮跟柱子一个人干,柱子传过来的力梁、板按各自的能力分了,但是当楼板越来越薄,楼板承担的部分就少了,梁的责任越来越大,这时候是强柱弱梁,还是强梁弱柱,就看梁、柱谁的能力大,但是楼板越来越薄显然是天平想着强柱弱梁倾斜的,所以楼主那个不可思议的结论我认为是不对的,呵呵。
bjdtm2001






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帖子 1696
2011-10-18 12:11    QQ 顶部
huang840828 wrote:


一般来说,地震作用下,地震传来的能量往哪里去了:变形耗能、阻尼耗能。一般房屋主要还是变形耗能。地震作用下,水平、竖向地震作用,都可以使楼板震颤。但是,楼板发生震颤的大小并不等于楼板耗能的大小,决定楼板耗能大小的还 ...

#34楼huang840828提得几点确实都很有道理。楼板的振动耗能应该没有那么明显,楼盖的整体刚度应该还是比较大的,因此不太可能发生像薄钢板的大幅度震颤(但如何定量确定还有待研究)。混凝土材料阻尼也不会像球网那样那样大,振动耗能。
我现在最想知道如下两个问题的合理答案:

(1)震害照片中,为何梁端没有明显裂缝?柱端混凝土已大幅压溃退出受力,而梁端却安然无恙,甚至裂缝都没出现。如何解释这个巨大的反差?首先,节点弯矩内力平衡条件必须满足,柱端压溃破坏说明已达柱端极限承载力,而梁端未出现裂缝,说明梁端的开裂弯矩都没有达到,更谈不上梁端主筋屈服。差距这么大,是什么潜在的效应导致?

(2)在设计时楼板都是按非抗震考虑,为何实际地震时(无论是地震的水平分量还是竖向分量),楼板均没有出现明显损伤?至少在竖向地震作用下,由于楼面质量的加速度,楼板的竖向荷载会有放大现象。

个人感觉,上面的两个问题是“强梁弱柱”的关键所在。望大家帮忙给出合理的解释。
欢迎继续探讨
铁成钢






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2011-10-19 19:26    顶部
对于第一个问题试着回答:其原因是在水平载荷作用下柱端受弯矩和剪力共同作用,而此时梁仅受弯矩作用。可叹的是,我们的教科书和规范中(可能不止中国规范,外国也可能这样)没有认识到弯矩和剪力共同作用下的破坏效应,这点可以从剪力的强度公式中看出。当然,也不是一点没有设计,仅用一个剪跨比反映弯矩的影响,太弱了。


建议尽快研究弯矩-剪力组合作用下的强度条件,并且注意材料强度在反复载荷作用下的弱化效应。没有该方面的实验结果,实在说不清原因。

第二个问题的答案与第一个同样道理,在水平地震载荷作用下,楼板在其平面内是近乎刚体运动(这已被许多实验所证实),变形很小,因此,楼板按非抗震设计照样能抵抗地震的原因。

不知理解对否,可进一步友好讨论。

关于地震的动力学效应,我也考虑了,等滤清思路成熟后。再发表。
bjdtm2001






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2011-10-20 11:56    QQ 顶部
刚村一朗 wrote:
对于第一个问题试着回答:其原因是在水平载荷作用下柱端受弯矩和剪力共同作用,而此时梁仅受弯矩作用。可叹的是,我们的教科书和规范中(可能不止中国规范,外国也可能这样)没有认识到弯矩和剪力共同作用下的破坏效应,这点可以从 ...

感谢#36楼的探讨。
我对#36楼观点初步理解:
   第一个问题,从混凝土材料强度理论上来解释“强梁弱柱”现象,是否是说正应力(弯矩和轴力产生)和剪应力(剪力产生)共同作用下的混凝土多轴本构和和强度准则?《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第11.4.7条和11.4.8条对于矩形框架柱抗剪承载力的计算公式中可以看出,抗剪强度与剪跨比、轴力有关,由于剪跨比又与弯矩和剪力有关;所以,柱的抗剪承载力与弯矩、剪力、轴力都有关系。
我的理解,规范承载力公式主要来源于试验研究,可以说是半经验半理论的公式,且对与抗剪承载力考虑其脆性特性,特意取试验承载力的下包络线作为承载力公式,以保证抗剪承载力的安全储备。
     由于钢筋混凝土材料的特点,在设计理论中直接应用“混凝土力学”(多轴本构、强度准则,属于弹塑性力学范畴)目前还比较困难。但应该来讲,一般情况下,混凝土材料遵循主拉应力强度准则,主拉应力必然与微元体应力状态的正应力、剪应力分量有关。但由于钢筋的参与导致了材料属性的复杂化,目前直接应用混凝土力学的公式还比较困难。但新《混凝土结构设计规范》在附录C中已经给出了详细的混凝土材料单轴、多轴,单调加载、反复加载条件下的本构模型。但目前这部分理论主要还是应用于结构弹塑性分析定义材料非线性属性中。
     前段时间听徐有邻老师(中国建研院结构所)的新规范讲座,他提到混凝土力学是将来混凝土结构研究的一大发展方向,前景十分广阔。

   第二个问题,首先应该明确刚性板假定的定义,刚性板假定仅是在楼板平面内的平动自由度以及转动自由度一致,即认为整个楼板在平面内刚体平动或转动。但一定要注意,楼板平面外仍然可以发生弯曲等平面外变形。楼板按非抗震设计,在强震下却未发生明显损伤,值得深入探讨。有意思的是,反观楼梯的梯板,原先同样是按非抗震设计,地震时却发生了严重的破坏(拉断),何故?我认为结构受力特征是导致这两类板类构件发生巨大反差的原因。梯板属于斜撑构件,参与结构抗侧力作用。而楼板在地震下的受力属性却不是。
     徐有邻老师在上次讲座中,也提到了楼板构件这种奇怪现象。他曾经做过的几个楼板原位加载试验,其最终结果大大超出他原先的设想。在一个楼板原位加载试验中(梁、板体系),最终的楼板屈服曲线竟然是十字型,而非经典塑性板理论的三角形+梯形屈服线。徐老师指出,这与楼板和梁的共同受力有关,进入塑性后发生了内力重分布。

   最后,引用徐有邻老师一句话,很经典,大意是:混凝土结构不是没有东西研究了,而是研究的东西还很多!

欢迎继续探讨,以上不对指出欢迎批评指正:)
bjdtm2001 修改于2011-10-20 11:59
铁成钢






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2011-10-20 14:03    顶部
看到楼主的讨论了。想补充一下上一贴的内容:1,我是指应建立含有弯矩和剪力项的公式,如同新混规中关于压力对剪力的影响公式。或者与偏心受压那样,根据实验的压力--弯矩强度曲线制定偏心受压相应公式。我希望看到剪力--弯矩的实验强度曲线,并根据该曲线制定相应的计算强度公式。
另外,关于根据混凝土和钢筋力学性质建立钢筋混凝土构件强度曲线的设想,可以进行科学研究,属于细观力学研究内容,是很好的研究课题,但个人估计近些年不会有太大进展,即使有结果,也离实际有很大差距,这是研究复合材料力学经历的断言,不可全信。我觉得根据符合实际的模型实验结果提出一个剪力--弯矩的关系公式,让人们使用设计时采用比较实际。

2,关于楼板刚度问题,我指的是结构受水平地震载荷,在该载荷作用下,楼板主要是沿受力方向发生刚体位移,其支撑柱之间的相对位移几乎为0,因此,楼板近似不发生面内变形。而楼梯不同,其上下支撑结构在水平地震下发生相对位移,即层间位移,由此导致楼梯内存在变形的可能性,这是楼梯发生破坏的原因之一。而楼板面上和面下的柱之间的相对位移很小,同层内柱之间的相对水平位移差别也不大,因此,楼板面内的变形很小。
在垂直方向,我想楼板承受的主要载荷是其永久荷载,地震对其影响不大。
上述观点可以解释建筑结构最近一期(2011年9月)上,周炳章提到的一个现象:在唐山和汶川地震中曾拍摄到阳台栏杆上的花盆,完好无损,无倾倒或依位迹象,以及悬挑阳台和雨蓬,很少见到折断或倾倒现象(除非相连墙体、柱倒塌)。这些均是地震过程中,水平构件(楼板及其相连的阳台、雨蓬)发生刚体平移所致。
当然,上面观点只是对于一般的构件所言,对于特殊部位的构件,地震的影响需要特殊分析。
bjdtm2001






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2011-10-20 18:26    QQ 顶部
刚村一朗 wrote:
看到楼主的讨论了。想补充一下上一贴的内容:1,我是指应建立含有弯矩和剪力项的公式,如同新混规中关于压力对剪力的影响公式。或者与偏心受压那样,根据实验的压力--弯矩强度曲线制定偏心受压相应公式。我希望看到剪力--弯 ...

再次感谢探讨!
1、对于第1点,我理解你的意思了。是建立框架柱的弯矩—剪力承载力包络曲线?
      对于柱来讲,轴力—弯矩包络曲线(即Nu-Mu相关曲线)研究得是比较成熟了。各类柱构件(普通钢筋砼柱、型钢砼柱、钢管砼)都可以建立这个包络曲线。
      但是否有必要对弯矩—剪力承载力包络曲线进行研究?关键问题在于柱的抗剪承载力与弯矩或是轴力关系是否明显?轴力的影响是有的,混凝土规范中的公式里明确体现;而弯矩的关系似乎在规范里并不十分明确。这个问题应该有学者研究过,需要文献查新。

2、对于第2点,楼板的受力问题。楼梯梯板的受力状态,您理解得很准确,确实是层间位移导致梯板拉压受力状态的变化导致。对于楼板的受力状态,平面内刚性假定应该没有太大问题,平面外的情况还有待研究。至少,从结构力学角度,梁的弯曲变形会带动一定范围内板的平面外弯曲变形,弹性状态梁-板的变形是要协调的。

3、“在唐山和汶川地震中曾拍摄到阳台栏杆上的花盆,完好无损,无倾倒或移位迹象,以及悬挑阳台和雨蓬,很少见到折断或倾倒现象(除非相连墙体、柱倒塌”这个现象确实很有意义,徐有邻老师讲课的时候也给出了典型的震害照片,是一栋底框-砖混结构的震害例子,底层完全倒塌,二层及以上阳台上的花盆却纹丝未动。这个例子给我的第一感觉就像小时候看魔术师“抽桌布”的魔术,当很快地抽动桌布后,桌子上的花瓶纹丝未动。这个例子,我以前在一个帖子中我提到了(http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=205258),在帖子中我给出这种现象的力学解释。
      花瓶为何没有倾倒或移位?我认为与地震快速加载有关。薄弱的底框结构底层,在很短时间内就发生了倒塌破坏。类似于魔术师快速抽动桌布的例子。
铁成钢






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帖子 136
2011-10-21 07:48    顶部
得到了楼主的理解,继续讨论下去:1,这几天,我也曾想过是否有人做过这方面实验。但看到手头资料,没有。如果楼主查到,可及时告知。2,楼板面外受力的确需要考虑,个人认为现在某些理论对此讨论有些过于粗糙,实验也很少。3,我看了你的另一个帖子,对其中的一个观点:力学与工程越来越脱离,很是赞同。

前些年,至少2008年,就认识到该问题的严重性。原因是看奥运期间,看到鸟巢、水立方等新型结构,心想一定是力学好问题,回头看看我国力学相关杂志,发现无人研究该问题。更可气的是,解决奥运金牌中玉石易碎问题时,设计者找到中科院和清华力学专家请求帮助时,楞是拿不出解决方案,连个象样的建议也没有,最后是一个工厂的师傅解决的问题。我曾给某力学杂志提过该建议,主编也认识到该问题,于是在世博会期间,征集该方面与力学相关的论文,可惜少的可怜。这说明,我国的力学工作者的工作已经远离了社会发展的主战场,与钱学森那一代人的思想和研究工作差的太远了。这是我对中国目前力学工作的个人看法。所以看到你帖子的观点,很有同感。因此,现在将工程重要问题寄希望于他们,实在是无望了。对于工程中这些重要基础力学问题,还是靠专业人事仔细研究后解决吧。正如徐有邻所言,混凝土的问题远没有解决,翻翻当今的力学杂志,有几篇象样的文章在讨论该问题呢?上述内容可能偏题较大。希望谅解。
bjdtm2001






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帖子 1696
2011-10-24 12:07    QQ 顶部
前两天去厦门参加学术年会,有幸听了王亚勇老师的专题报告,其中他特意讲到了“强梁弱柱”问题。现把讲义资料收集整理上传上来供大家参考。

1、日本、土耳其、阿尔及利亚、台湾地震中均出现过“强梁弱柱”震害现象。

2、“强梁弱柱”——“设计和计算都出了问题”。

3、中国建研院进行了试验研究,在清华大学试验室建立了1:1空间框架模型,框架柱、梁均按现行规范设计。试验方法?(似乎没提到)。
试验结论:按现行规范设计的框架柱梁在中震、大震下不能达到“强柱弱梁”的要求。(由于此研究论文尚未发表,仅提供部分数据)

4、解决方法:调整承载力的同时,控制梁柱线刚度比。研究结论:抗震等级为一、二、三、四级时梁柱(抗弯)线刚度比分别取1.1、1.0、0.6、0.6,可做到“强柱弱梁”。




yyl_606






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帖子 345
2011-11-1 16:32    顶部
传统意义上的(即理论上的) 混凝土框架结构,实际上压根就不存在,当承担竖向荷载时,这种结构体系是没问题的,但当用于承担地震作用等水平载荷时,由于梁板整体水平方向的刚度可以用无穷大来形容,而层与层之间仅用几根竖向的杆(柱)去承担梁板所吸收的水平力,几乎无法实现,我的看法是只要是梁板整体现浇,无论柱子的内力调整多大,都无法根本上实现强柱弱梁。除非结构形式上有较大改善。
或许,现在所说的框架结构就不适合抗震区或6度以上的抗震区。
yyl_606 修改于2011-11-01 16:37
bjdtm2001






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帖子 1696
2011-11-2 18:38    QQ 顶部
yyl_606 wrote:
传统意义上的(即理论上的) 混凝土框架结构,实际上压根就不存在,当承担竖向荷载时,这种结构体系是没问题的,但当用于承担地震作用等水平载荷时,由于梁板整体水平方向的刚度可以用无穷大来形容,而层与层之间仅用几根竖向的杆(柱) ...

感谢探讨。从结构受力上看,地震作用下竖向框架柱的受力状态显然与水平构件框架梁相比,更为不利。

      这里抛开细部的专业问题,插些题外话吧。说实话,“强梁弱柱”问题能在论坛上的探讨能引起大家的关注,我觉得这本身就是一个很好的现象。大家都有自己的新观点,不少观点确实很有道理。我本人没有深入去研究这个问题,没有深入做过定量的分析,更没有做过试验,所以很多观点不一定正确,只能说是一些逻辑猜想罢了。真正要得到“强梁弱柱”问题的实质,乃至从结构上解决这个问题,还需要研究,特别是足尺空间模型的试验研究。

     我这段时间想了向,实际上,“强梁弱柱”应该属于结构层次的基础性研究问题。说它是基础,似乎有点不好听,好像我们基础问题都没搞明白似的。我想这个我那天的基础性就在于梁-板空间共同工作的问题我们没有完全搞透。现浇板作为梁翼缘的有效宽度的计算方法偏于粗糙,且各国规范不统一,相差甚大。而一旦这个问题没有考虑清楚,导致的后果还是比较严重的。因为实际结构中,梁-板就是共同工作的。楼板其实没有那么简单,这是我的总体感受。联想到楼梯斜撑效应问题,2008汶川地震之前,国内也少有研究学者和专家意识到这个现象,即便有人意识到也难引起设计院或是科研单位的重视。到了震害调查,大量楼梯板出现破坏后,才逐渐引起大家对这个问题严重性的关注。那我们原先设计的房子,特别是框架结构,没考虑楼梯斜撑效应,算出来几乎都错了,那房子安全吗?该由谁来负责?所以,我觉得还是一个基础性研究的问题,很多东西都要通过震害经验教训重新认识,不断完善。

      “强柱弱梁”的成因:我还是认为动力状态下构件与静力状态有所不同。震害照片中,梁板没出现裂缝实在太奇怪了,甚至梁上的粉刷都没掉下来,这从静力上说不通。我直观上想象,如果去做静力推覆试验,楼板和梁端应该是会出现裂缝的,而且应该比较明显(上面王亚勇老师的试验可以看出);但从震害上看,梁板都没有裂缝,反而是柱端严重破坏了。从这点上看,我推断应该有动力效应在“强梁弱柱”上“推波助澜”。需要试验进一步研究,或许能证明些什么出来。

      要解决”强梁弱柱“,实现”强柱弱梁“,我个人认为还是会比较困难。防止结构强震下连续倒塌才是结构设计的目标。从这个思想出发,跳出这个圈子似乎更有意义些。就是说,要把重点放在加强竖向构件的延性和抗倒塌能力上,而不是过多地去考虑怎么让梁优先出现塑性铰耗能(因为震害表明梁根本出现不了塑性铰)。又回到一个基础性的问题上,我们做了那么多高层、超高层的结构静力弹塑性分析、动力弹塑性,用的梁铰模型准确吗?有合适的梁板共同工作的梁铰模型吗?我们做的那么多分析能够跟实际震害对上号吗?

      欢迎大家继续探讨。真理是越辩越明的。
bjdtm2001 修改于2011-11-02 18:41
王怜花






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帖子 100
2011-12-23 23:15    顶部
恩,问题的讨论有意义——但是,我们有十足的理由相信,对一部高瞻远瞩到多维反应谱、基于性能等等等的规范来说,像是楼梯效应、强梁弱柱、X脆性破坏理应不是什么技术上的难题,但为何规范屡屡悬万千人的性命于1.5-2.0的系数,于几部楼梯,于梁高板厚之上?这像一部更大的规范。
王怜花 修改于2011-12-23 23:24
仰望飞行






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帖子 1
2011-12-30 09:12    顶部
整浇楼板刚度太大,那把板都整浇成预制板的样子不就行了,就是施工麻烦了点!
dennisliu






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帖子 174
2012-1-3 22:20    顶部
我也谈谈“强柱弱梁”问题。 实际地震中,应该是柱、梁及现浇板一起参与抗震。但现在的设计理论是将现浇板的刚度考虑到梁中去了,不考虑板的抗震作用。梁的刚度被人为的提高(中梁提高系数一般为2,边梁一般为1.5),这样计算的结果是梁承担了不属于它承担的弯矩,梁配置的钢筋也就增加了许多。这样,从概念上应该“弱化梁”,可从实际配筋来讲,梁得到了强化。所以“强柱弱梁”难以真正实现。
bjdtm2001






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帖子 1696
2012-1-4 21:17    QQ 顶部
dennisliu wrote:
我也谈谈“强柱弱梁”问题。 实际地震中,应该是柱、梁及现浇板一起参与抗震。但现在的设计理论是将现浇板的刚度考虑到梁中去了,不考虑板的抗震作用。梁的刚度被人为的提高(中梁提高系数一般为2,边梁一般为1.5),这样计算的 ...

谢谢探讨。
设计中采用梁刚度放大系数近似考虑楼板对梁抗弯刚度的作用,这样得到的内力(弯矩)本应该由梁和板共同承担,但最终进行梁配筋设计时候,这部分内力却完全由梁来承担了(按矩形截面设计配筋)。因此,这种方法得到的梁配筋显然偏大了。
传统的结构分析方法中,楼板的作用仅是作为导荷,将楼面荷载传导到梁上;楼板对结构刚度的影响都“凝聚”到梁上近似考虑了,通过梁刚度放大系数、梁扭矩折减系数等来考虑,并在楼板平面内考虑无限刚假定。但个人认为梁板的共同工作(特别是面外的受力行为)并不是一个梁刚度放大系数那么简单,空间效应还是会比较显著,特别在动力加载状态下。梁要出现塑性铰,板就也必须进入塑性屈服,这似乎很难实现。板是一种二维构件,二维构件的振动问题似乎并不那么简单。

究竟能否有效实现强柱弱梁、梁铰机制?答案似乎并不明朗。

欢迎继续探讨。
penglinhai2008






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帖子 635
2012-1-4 22:43    顶部
这个是我分析的一个节点的情况,我给这个节点加了楼板和板中钢筋出来的承载力的情况,承载力提高最大30%左右,有楼板参与的情况下
这只是个特例 我只是用来证明楼板钢筋确实是参与结构的抗弯作用的,很多试验也证明了
强柱弱梁是个承载力问题 看过一些书和文章 要完全实现这种作用代价是非常大的 也不是很合适 很多时候柱是双向作用 还有动力作用时某些柱弯矩不出现反弯点都很可能
王亚勇老师提出的刚度比设计来解决承载力问题是一个思路 回头做些数值模拟看看再发上来



penglinhai2008 修改于2012-01-04 22:57
铁成钢






积分 235
帖子 136
2012-2-11 11:42    顶部
重新看了看规范,的确如楼主所言:
“设计中采用梁刚度放大系数近似考虑楼板对梁抗弯刚度的作用,这样得到的内力(弯矩)本应该由梁和板共同承担,但最终进行梁配筋设计时候,这部分内力却完全由梁来承担了(按矩形截面设计配筋)。因此,这种方法得到的梁配筋显然偏大了。”

如何解决这个问题?我想是否将梁的设计可以按所分配到的内力进行,这样梁的配筋就少多了。而柱仍可按〈混规〉11-4-1条规定设计,不过计算Mbua时应当补充上翼缘板的受压弯矩,其中的Mb应为梁和板共同承担的弯矩值。如果这样,那么规范的规定并没有大错,只不过我们理解错了。或者规范编者在摘入国外规范时未深究其中意义,在编我们的规范时,将弯矩的意义写错了。

如果这样,那么如何将梁承担的弯矩从梁和楼板承担的弯矩中分出来,现在是个问题。不知国外规范中是否有可行方案,以及是否合理,有待说明。各位如有何高见,不妨说说。
xiaozhe_hit






积分 7
帖子 19
2013-1-18 10:50    顶部
学到很多,谢谢前辈们,这么精彩的讨论,我有理由把这个帖子顶上去,让这个精彩延续。
钢结构-飞






积分 29
帖子 25
2013-5-23 12:56    顶部
要实现强柱弱梁的确很难。很多设计院在用PKPM进行计算时楼面活荷载都不折减,而一般审图公司的人只是对规范熟悉,他们很多人觉得荷载越大越安全,不会去卡这个东西,这样设计出的梁太过于安全,我们很少见过一个建筑因为梁的破坏而出现较大工程事故的。见过有的结构师在配梁端负弯矩钢筋时总是人为的加大,其实这是绝对错误的,本来可能会出现强柱弱梁的,结果这么一加大,就不知道会出现什么问题了。所以个人觉得一个真正意义上的结构师应该是概念和理论先行,什么软件操作那是次要的,如果只会操作软件,把概念和理论丢了那跟一个机器有什么区别。
hjq






积分 17
帖子 12
2014-2-11 15:11    QQ 顶部
看了这个帖子有很多收获,请问相关楼板抗震作用的讨论有成果了吗?
TOMYI-2008






积分 82
帖子 87
2014-11-19 12:43    顶部
汶川后“墙柱弱梁”的问题已引起了普遍讨论,个人看法如下:
1、“墙柱弱梁”的设计理念是没有问题的,规范背景试验都是没有楼板的构件做出来的,从地震和日本足尺试验来看,现浇框架结构因楼板作用很难实现墙柱弱梁,但大家也看到了,剪力墙结构的连梁确实能起到第一道防线作用,也就是说先于剪力墙开裂、出铰或破坏(同样有楼板)。而剪力墙与框架柱都是竖向构件,就影响墙柱弱梁这点来说墙与柱的差异就是截面和刚度上的差异,墙截面相比连梁强得多以致受力模式都发生了改变:柱在层间出现反弯点,而墙不会,所以无突变的均匀结构墙肢的铰都出现在底部,规范为此设加强区。
2、在超高层结构上的巨型柱也会比每层的框架梁强得多,因此计算分析发现其层间难以出现反弯点,介于墙肢和普通框架柱之间,其墙柱弱梁能得到保证。
3、我想表达的意思是:墙柱(墙肢、巨型柱)弱梁在剪力墙结构、巨柱超高层结构中能得到保证,恰恰在低层现浇框架结构中难以实现,规范目的难以达到。
4、目前对于框架结构的墙柱弱梁的问题原因已经分析得比较全面了,很多方面,但最终体现在设计上就是墙柱弱梁系数到底该去多大能保证现在的设计构造达到墙柱弱梁目标,新规范已经有所提高。
5、注意到框架梁底部筋没必要全部深入支座,新图集已有相应构造,相关道理朱大师已经讲得比较清楚了,其实只要设计中注意处理,心中做到对各种影响因素有数,墙柱弱梁还是能够实现的!
6、特别提醒各位同仁,对于低层大跨框架设计时应特别注意!
liujun95173






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帖子 38
2015-2-2 11:47    顶部
强梁弱柱,可能是因为1)梁下口筋我们一般全进支座,没截断;2)上口筋没计入翼缘板筋。
daixq021






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帖子 13
2016-1-15 17:55    顶部
个人认为:
1. 框架实现强柱弱梁主要是设法适当降低框架梁根部中小震抗弯刚度(使中震开始出铰,和保证大震延性)、提高出铰转动自恢复能力以及抗剪能力;底部钢筋不全部伸入柱内的效果较为有限;
2. 而适当降低框架梁小震抗弯刚度的更主要是混凝土部分;
3. 研究“强柱弱梁”屈服机制的控制应与结构整体性和抗倒塌能力相结合;
4. 肥梁胖柱设计是一个改进强柱弱梁和提高框架抗震延性的方法之一,应该提倡,但不能彻底解决“强柱弱梁”问题;
5. 而“预控塑性铰法”是实现强柱弱梁的思路之一,如:梁上端和下端预设塑性铰缝(包括框架梁塑性铰区域的楼板),以及通过部分低松弛预应力钢筋提高塑性铰转动的自恢复能力,梁中部设置型钢可以提高塑性铰抗剪能力。
daixq021 修改于2016-01-17 12:05
 


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