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一、“強(qiáng)柱弱梁”的震害照片

從以上照片可以看出強(qiáng)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(jī)會也就變得渺茫。

Q1：框架結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)柱弱梁設(shè)計要求是怎么被提出來的呢？

解答：

這要從能力設(shè)計法(Capacity Design Technique)開始說起。能力設(shè)計法又叫作機(jī)構(gòu)控制設(shè)計法，它的基本思想是：結(jié)構(gòu)的破壞按照人們設(shè)想的形式發(fā)生，避免脆性破壞先于延性破壞發(fā)生，且結(jié)構(gòu)破壞時能夠發(fā)生明顯可見的變形(延性)；通過塑性開展、塑性變形削減結(jié)構(gòu)的剛度，避免結(jié)構(gòu)瞬時周期與地震波的卓越周期出現(xiàn)重合，從而使結(jié)構(gòu)對地震作用產(chǎn)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(yīng)。能力設(shè)計法對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計非常重要，“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計概念就來自于這種方法。

此外，以下這些常用的設(shè)計思想也來自于能力設(shè)計法：

●  鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)節(jié)點弱桿件設(shè)計要求

●  鋼筋混凝土剪力墻的強(qiáng)剪弱彎設(shè)計要求

●  偏心支撐框架中弱耗能梁段的設(shè)計

●  弱剪型支撐強(qiáng)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(qiáng)鋼梁，弱八(人)字支撐的設(shè)計思想

●  鋼框架內(nèi)嵌未加勁的鋼板墻，鋼板墻應(yīng)首先出現(xiàn)拉力場現(xiàn)象

Q2：“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計方法有什么優(yōu)點？

解答：

“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計方法的優(yōu)點主要有：

（1）不會形成薄弱層；

（2）鋼梁內(nèi)軸力很小，彎矩曲率滯回曲線飽滿，延性好，耗能能力強(qiáng)；

（3）鋼材抗拉強(qiáng)度能夠在罕遇地震下發(fā)揮作用；

（4）倒塌機(jī)構(gòu)中包含更多塑性鉸，引發(fā)倒塌需要的地震能量更大。

圖1 強(qiáng)柱弱梁的優(yōu)點

Q3：地震工況下框架結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)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(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)0剛度狀態(tài)，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(yīng)，保證框架結(jié)構(gòu)在地震工況下的動力穩(wěn)定性。

圖2 隔層形成塑性鉸，結(jié)構(gòu)仍保有30％－37%的初始剛度

因此，框架結(jié)構(gòu)，包括雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足強(qiáng)柱弱梁要求。在高烈度設(shè)防地區(qū)，強(qiáng)柱弱梁的豁免條件應(yīng)適當(dāng)加嚴(yán)（框架柱的軸壓比、地震力的放大倍數(shù)等）。

總結(jié)

強(qiáng)柱弱梁指的是使框架結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)在梁端的設(shè)計要求。用以提高結(jié)構(gòu)的變形能力，防止在強(qiáng)烈地震作用下倒塌?！皬?qiáng)柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現(xiàn)在人們對柱的設(shè)計彎矩人為放大，對梁不放大，其目的表現(xiàn)在調(diào)整后，柱的抗彎能力比之前強(qiáng)了，而梁不變。