基于建筑结构中的强柱弱梁设计的分析与研究.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文基于建筑结构中的强柱弱梁设计的分析与研究基于建筑结构中的强柱弱梁设计的分析与研究 摘要：强柱弱梁是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念，其主要目的在于保证结构具有较高的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。在现代社会经济的迅猛发展下，促进了建筑业的昌盛，使得建筑结构设计的重要性越发的显现。笔者根据自身工作经验，首先对影响强柱弱梁设计的因素进行了分析，其次论述了建筑结构中强柱弱梁的设计要点。 关键词：建筑结构 强柱弱梁 设计 建筑结构设计过程中需要坚持众多的原则，而其中就涵盖了强柱弱梁，主要目的在于不断增强建筑结构的抗震能力，从而保障建筑结构的稳固性。所谓强柱弱梁，实质上就是说柱子的强度要比梁的强度大，这样柱子结构就不会因为外界应力的影响而比梁结构先受到损坏，而且就算梁结构发生了破坏也局限于其构件上，对整体结构性能及安全性并无任何威胁。建筑结构设计中之所以要遵循强柱弱梁的原则，主要是因为强梁弱柱型结构实践使用时，一旦出现较大的作用力，那么就会导致结构发生坍塌，而这一缺陷在强柱弱梁中不存在。 1.影响强柱弱梁设计的因素 对强柱弱梁设计工作造成影响的因素特别多，具体涵盖了柱轴压比、楼板计算、结构刚度等。如果对这些因素不加以系统严格的控制，那么将严重的阻碍了强柱弱梁的实现，所以应对这些因素进行深入细致的分析，保证强柱弱梁的顺利实施。 1.1柱轴压比 当前，大部分建筑结构都以钢筋混凝土框架结构形式为主，设计过程中应充分考虑强柱弱梁的原则，从而保证建筑物具有较高的抗震性能。然而具体设计时，若建筑结构的柱轴压比设计人员控制不当，柱轴压比就会大于规定值，间接的减弱建筑结构的抗震性能，当出现地震时建筑物极易坍塌。笔者从相关的震区建筑设计资料中看到，如果建筑结构的柱轴压较大，那么随着地震的作用将会破坏掉结构柱，所以强柱弱梁设计过程中，设计人员必须对建筑结构的柱轴压比进行严格控制，保证其在规定值范围内。 1.2梁计算中楼板对计算数值的影响 对于一般的建筑结构设计，对其荷载进行计算时楼板不在考虑范围，设计人员通常直接计算结构梁的荷载，关于楼板的荷载不会进行任何计算。不过，若实际需要计算结构的水平荷载（涵盖地震荷载与风荷载）时，就必须考虑对楼板荷载的计算，准确判断楼板在梁以及整个建筑结构的刚度方面具有的加强作用。具体计算过程中，设计人员会首先获取楼板实际能承受的作用力数值，最后计算梁配筋。有很多设计人员对梁配筋计算时，仅将重心放在了矩形截面上，这种情况下所使用的梁计算方法存在错误，前期计算获取的作用力数值属于T型梁承受的荷载，但在计算梁配筋过程中却把该部分荷载算给了矩形截面，毫无疑问，这将影响到结构设计的合理性。 1.3填充墙对结构刚度的影响 有不少建筑工程中都将砌体墙作为了围护结构，但在地震作用下砌体墙会和梁同时发生运动，在梁中发挥明显的加强作用。而柱子实际中通常会额外承受砌体墙与梁同时作用时而形成的剪力，直接阻碍了抗震规范“强梁弱柱”机制的贯彻落实。对于具有大量墙体的框架结构，填充墙在建筑中常处于不均匀分布状态，这样就会使框架结构刚度中心与计算模型中的刚度中心存在较大偏离，结构计算过程中只开展了周期折减工作，根本无法准确获取其对框架的具体影响。 1.4裂缝计算加大了梁端的抗弯能力 如果裂缝计算缺乏合理性，那么将会使梁端配筋面积进一步加大，那么就会增大梁端弯矩，进而使得计算所得到的梁端裂缝宽度要比实际值要大，最终影响了梁配筋与建筑结构强柱弱梁的顺利设计。 1.5梁柱刚度比过大阻碍了强柱弱梁机制的顺利实施 如果梁柱刚度比高于一定值，那么随着水平侧向力的作用，会进一步加大框架柱相对弯矩，高出了框架梁相对弯矩（相对弯矩= M/Mu），这样框架柱就会在框架梁实现一定的抗弯承载力时发生结构铰情况。如果层间剪切变形现象明显，就算框架柱端纵筋没有屈服，也会加剧柱端混凝土压应变而引起破坏，最终削弱了柱端抗弯承载力。并且由于P-效应，导致结构难以产生强柱弱梁屈服机制，该种情况一般发生于大荷载、大梁跨度中。 2.建筑结构中强柱弱梁的设计要点 2.1重视现浇楼板的功能作用 计算过程中，应对现浇楼板平面外的刚度加以细致全面的考虑，通过壳元细分。在现浇楼板中，其钢筋能够提高梁端负弯矩受弯承载力，梁端的屈服度对钢筋的受力起到决定性作用，在梁端还没有屈服时，现浇板内的钢筋通常不会参与受力；当梁端屈服程度越来越高时，现浇板内的钢筋就会大范围的参与受力，不过这些钢筋的参与程度会在钢筋离开梁肋距离的增大而逐渐降低。要想保证强柱弱梁的有效实施，对梁端受弯承载力进行计算过程中，就要及时掌握了解现浇板内钢筋影响框架梁端部正截面抗震受弯承载力的程度，获取框架翼缘宽度范围和框架梁跨度相同方向发展的板顶钢筋之间产生的作用。在这里需要强调一点，合理的板宽度范围内与梁平行的钢筋必须严格按照框架梁负弯矩纵筋的规范标准将长度进一步延长，最后进行截断。 2.2确保抗力与效应计算截面间的统一性 计算承载能力极限状态过程中，抗震结构设计应通过以结构塑性内力重分布为中心的分析法，并且还要充分考虑柱边缘截面位置处的梁内力设计值，以保证构件承载力能够和荷载效应计算截面间相统一。与此同时，实际验算构件的裂缝宽度时，同样通过以结构塑性内力重分布为中心的分析法，考虑柱边缘截面位置处的梁内力设计值，使抗力和效应计算截面间保持统一性，这样就能够防止在验算裂缝宽度时而对强柱弱梁带来影响的问题发生。 2.3优化配置梁底筋 当柱配筋固定不变时，应通过对配筋方式的合理协调来减少梁的受弯承载力，以间接提高柱的受弯承载力。也就是说，当柱两端框架梁截面高度保持一致时，可对梁下部钢筋的直径进行一番相应的调整，让数量相当的梁下部钢筋在柱支座内拉通设置，在支座外实施有效搭接。对配筋方式合理协调防止了梁柱节点重要区域中钢筋太过密集的情况，良好的锚固了纵筋与混凝土，为施工作业带来了极大的便利，促进了强柱弱梁目标的实现。 2.4控制好梁筋的超配 对梁端实配钢筋加强控制，关于梁端负弯矩钢筋不得进行超配（实配钢筋应控制在计算钢筋面积范围内，通常而言，可取实配钢筋面积为0. 95-1. 0 倍的计算钢筋面积）；要将梁端正弯矩钢筋的超配比例控制在合理范围内。 3.结论 综上所述可知，强柱弱梁是现代建筑结构设计中必须遵循的原则。在以钢筋混凝土为主要框架的建筑结构中，当期强柱弱梁机制真正的实现并落实后，就会增强建筑物的抗震性能，从而使建筑结构得到稳固。不过，由于实际中存在众多的对强柱弱梁设计造成影响的因素，因此要求设计人员在实际过程中必须严格控制，防止因软件方面的缺陷、计算方法的失误等因素而阻碍其发展，全面贯彻落实该项机制。 参考文献： 1周军文，齐永胜，鲁良辉. 对“强柱弱梁”屈服机制的分析J. 混凝土与水泥制品， 2011（06）. 2黄华，施明君，刘伯权，吴涛，李楠. 框架结构“强梁弱柱”问题研究J.防灾减灾工程学报， 2010（S1）. 3夏倩.钢筋混凝土框架结构强柱弱梁的概率分析J.四川建筑科学研究，2010年03期. 4陈仁朝. 框架结构抗震设计相关问题的探讨J. 科技资讯，2010（34）. 5王素裹.强震作用下现浇RC楼板对框架结构破坏形态影响的研究D.华南理工大学，2009年. 6董志君.钢筋混凝土结构抗震性能分析方法及体系可靠性研究D.哈尔滨工业大学，2010年.-最新【精品】范文