在现浇钢筋混凝土框架结构的震害中极少发现预期的“强柱弱梁”破坏模式,而几乎统统是柱端出铰。先科普一下,为什么希望框架结构的破坏遵循“强柱弱梁”的模式呢?如下图所示(红点表示塑性铰),左边为“强柱弱梁”模式(即梁铰机制),框架结构中的梁端首先屈服,形成塑性铰,耗散地震输入能量,保护框架柱。理论上,当梁端都出铰且柱底也出铰时,结构形成可变机构,这预示着结构的倾倒。而在与之相对的“柱铰机制”中,某一薄弱楼层上的框架柱端部全部出铰,结构随着倒塌。两者相比,在倒塌前,梁铰机制的破坏更加充分的调动了结构中各个部分的能力,整体性较好,有利于控制损伤,避免倒塌。因此在能力设计法中将梁铰机制(或者允许出现梁柱铰混合机制)作为框架结构的预期破坏模式,于是有了所谓的“强柱弱梁”的设计概念。
现实远比我们想象得要复杂,汶川地震中框架结构的表现无情地说明了这一点。柱端破坏而梁端完好的例子随处可见。下面就是几乎所有去震区调查过的人都拍到经典柱铰机制。从图上看,梁好高,柱好细,梁能先坏才怪了。
要改善,该怎么做很清楚,一是正确计算梁端弯矩,把梁端设计弯矩降下来;二是减小柱的轴压比限值,把柱做大;三是提高强柱弱梁系数。
联系客服