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專業建筑防火風管、防火包裹、抗震支架、成品支架設計、生產、安裝廠家——浙江優嘉新材料科技有限公司

一、“強柱弱梁”的震害照片

從以上照片可以看出強梁弱柱的危害確實很大，而這些危害也會影響到人在地震時逃生的時間和通道的問題，在柱子倒塌的情況下，人們逃生的機會也就變得渺茫。

Q1：框架結構中的強柱弱梁設計要求是怎么被提出來的呢？

解答：

這要從能力設計法(Capacity Design Technique)開始說起。能力設計法又叫作機構控制設計法，它的基本思想是：結構的破壞按照人們設想的形式發生，避免脆性破壞先于延性破壞發生，且結構破壞時能夠發生明顯可見的變形(延性)；通過塑性開展、塑性變形削減結構的剛度，避免結構瞬時周期與地震波的卓越周期出現重合，從而使結構對地震作用產生一定程度的免疫；塑性變形可以吸收地震波的能量，通過耗能削減地震響應。能力設計法對結構的抗震設計非常重要，“強柱弱梁”的設計概念就來自于這種方法。

此外，以下這些常用的設計思想也來自于能力設計法：

●  鋼結構的強節點弱桿件設計要求

●  鋼筋混凝土剪力墻的強剪弱彎設計要求

●  偏心支撐框架中弱耗能梁段的設計

●  弱剪型支撐強框架的要求(斜支撐的屈曲或屈服先于框架柱形成塑性鉸或屈曲)

●  強鋼梁，弱八(人)字支撐的設計思想

●  鋼框架內嵌未加勁的鋼板墻，鋼板墻應首先出現拉力場現象

Q2：“強柱弱梁”的設計方法有什么優點？

解答：

“強柱弱梁”設計方法的優點主要有：

（1）不會形成薄弱層；

（2）鋼梁內軸力很小，彎矩曲率滯回曲線飽滿，延性好，耗能能力強；

（3）鋼材抗拉強度能夠在罕遇地震下發揮作用；

（4）倒塌機構中包含更多塑性鉸，引發倒塌需要的地震能量更大。

圖1 強柱弱梁的優點

Q3：地震工況下框架結構的動力穩定性如何得到保證？

解答：

由于高階振型的影響、鋼梁塑性鉸形成的不同步及塑性鉸會在隔層形成等因素，結構不會出現0剛度狀態，仍保有30%-37%的初始剛度。

這個30%-37%的初始剛度可以抵消框架的二階效應，保證框架結構在地震工況下的動力穩定性。

圖2 隔層形成塑性鉸，結構仍保有30％－37%的初始剛度

因此，框架結構，包括雙重抗側力結構中的框架結構，應滿足強柱弱梁要求。在高烈度設防地區，強柱弱梁的豁免條件應適當加嚴（框架柱的軸壓比、地震力的放大倍數等）。

總結

強柱弱梁指的是使框架結構塑性鉸出現在梁端的設計要求。用以提高結構的變形能力，防止在強烈地震作用下倒塌。“強柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現在人們對柱的設計彎矩人為放大，對梁不放大，其目的表現在調整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變。