框架结构的变形能力与其破坏机制有很大的关系,研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大的内力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,抗震性能较好。若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌。
所以,梁柱节点处,柱端实际受弯承载力要大于梁端实际受弯承载力,这也是“强柱弱梁”的本质。但《建筑抗震设计规范[2016年修订版] GB 50011-2010》6.2.2规定:'一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求...',从规范规定可以看出,顶层梁柱需不需要考虑强柱弱梁。为啥呢?几位结构老总这样回答:
老总1:所有顶层柱都不需要考虑强柱弱梁问题。顶层结构柱端塑性铰和梁端塑性铰一样,对结构的稳定的影响是一样的,这是结构力学力的最基本内容。其实道理很简单,这是结构力学里的基本问题,顶层梁铰与柱铰对结构稳定的影响是相同的。顶层柱根是下一层的问题。
老总2:顶层柱轴压比很低,按柱延性构造措施设置箍筋后,柱延性高,与梁的延性相当,故顶层柱不必按强柱弱梁设计,见Paulay与Priestley的经典大作第214页Columns in the Top Story一节。抗规第6.2.2条允许顶层柱和轴压比低于0.15的柱不必满足强柱弱梁。美国ACI318不提顶层柱但是以柱轴压比0.1为界 。
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