如何理解“强柱弱梁”？
1，“强柱弱梁”的本质
指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。
2，为什么要保证“强柱弱梁”？
因为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。
3，怎样保证“强柱弱梁”？
一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。
4，哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？
①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。
实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。
②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。
③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。
如何理解“强剪弱弯”？
1，“强剪弱弯”的本质
指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。
2，为什么要保证“强剪弱弯”？
因为弯曲破坏是延性破坏，有一定的征兆，如裂缝、挠度等；而剪切破坏是脆性破坏，没有任何预兆突然破坏。所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。
3，怎样保证“强剪弱弯”？
一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1；剪力墙抗震等级为一、二、三级时，剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2）。PKPM程序自动考虑这一规定。
具体配筋时，可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”：
1，增大箍筋直径，减小箍筋间距。
2，必要时，某些构件的箍筋可全长加密，如连梁、短柱等。
3，主次梁交接处，设置附加箍筋和弯起钢筋。
如何理解“强节点弱构件”？
1，“强节点弱构件”的本质
指节点区域的实际承载力大于构件的实际承载力。
2，为什么要保证“强节点弱构件”？
因为节点失效，与之相连的梁柱等构件全部失效，结构也坍塌失效。
3，如何保证“强节点弱构件”？
一般通过构造措施来解决，如规定梁纵筋的锚固长度、锚固形式等，详见《混凝土结构设计规范》10.4节梁柱节点。
梁的延性靠的是箍筋，箍筋约束混凝土，可延长混凝土从受压到破坏的时间。地震时产生的水平剪力主要靠箍筋来承担，这也是需要提高延性时采用箍筋加密的根本原因。
而梁的纵筋主要用来承担竖向荷载产生的弯矩。梁的底面和顶面纵筋的比值是用来提高梁端的塑性转动能力，不是梁延性的主要控制因素。
“强梁弱柱”破坏分析
抗震设计中, “强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱杆件”一直是各国抗震规范所强调的, 但汶川地震的实际情况不容乐观。实现“强柱弱梁”,现行规范存在不足。叶列平等[ 2] 就“强柱弱梁”未能实现的原因提出诸多观点, 认为出现这一破坏现象的原因有: 填充墙等非结构构件的影响;楼板对框架梁的承载力和刚度增大的影响; 框架梁跨度和荷载过大, 使梁截面尺寸增大, 梁端抗弯承载力增大; ! 梁端超配筋和钢筋实际强度超强; ?柱轴压比限值规定偏高, 柱截面尺寸偏小; # 柱最小配筋率和最小配箍率偏小; ?
大震下结构受力状态与结构弹性受力状态存在差异; % 梁柱可靠度的差异。
现阶段而言, 应主要考虑以下几个方面的因素。
1. 1 填充墙等非结构构件影响
填充墙作为框架结构的重要组成部分, 主要起围护作用, 而不作为受力构件存在。但其存在不可避免地影响结构受力性能: 结构错层处、楼梯、窗下等部位, 填充墙使框架长柱变成短柱, 发生剪切破坏;同一楼层间填充墙位置、数量的变化, 在水平方向改变结构的侧向刚度分布, 从而改变地震内力的分布;不同楼层间填充墙位置、数量的变化, 在竖直方向改变层间刚度分布, 形成“薄弱层”,最终导致“层屈服机制”的出现。现行抗震规范[ 3] 第3. 7.
4 条规定: 围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响, 避免不合理设置而导致主体结构的破坏, 但未给出如何考虑填充墙对结构抗震不利影响的具体方法。工程计算中常采用考虑非承重墙刚度对结构自振周期的折减系数 T 来调整结构的自振周期, 从而影响地震力的计算, 这事实上是远远不够的。笔者通过有限元程序分析一典型框架结构( 结构尺寸及布置如图2, 底层层高3. 9 m, 其余为3. 3m, 共10 层, 梁、板混凝土强度等级为C30、柱为C35)不同填充墙材料、不同空间布置时, 在T aft 地震波、El-Cent ro 地震波和广州人工波作用下的结构地震反应, 认为:
( 1) 填充墙材料性质造成其自身刚度的不同, 随填充墙自身刚度减小, 对框架抗侧刚度的贡献减小,
依次是标准砖、空心砖、加砌混凝土砌块, 但即使采用低强度砌块, 填充墙刚度对框架结构的影响也不能完全忽略。
( 2) 结构同一层随隔墙数量增加, 周期减小, 结构刚度变大, 层间刚度突变越来越不明显, 当上下层
的隔墙布置仅有少量差异时, 结构周期非常接近, 影响很小。
( 3) 令楼层填充墙截面面积与其上相邻一层填充墙截面面积之比为 w , 当某层 w ≤45%时, 应将该
层视为“薄弱层”。为保证有足够的安全度, 实际设计过程中, 建议 w 不低于60% 。
( 4) “薄弱层”在底层时, 对结构整体性能影响最大, 地震力作用下底层发生破坏的可能性最大; “薄弱层”往顶层移动, 只在“薄弱层”位置处位移增大,刚度突变, 上下层刚度比增加, 但与其上相邻三层刚
度均值之比却在减小, 刚度比不满足规范要求; “薄弱层”在顶层时, 对结构整体影响最小。
( 5) “薄弱层”填充墙的数量及其在楼层中的位置是影响自振周期计算的两个主要原因; 随“薄弱层”位置不同, 填充墙对框架抗侧刚度的参与率不同, 随高度增加而有所减小, 建议规范提出考虑填充墙影响的框架抗侧刚度计算模型。
1. 2 楼板对框架梁承载力及刚度的影响框架结构中, 楼板与梁共同浇注, 实际参与梁的受力, 一定程度上提高了框架梁的抗弯刚度和承载力。影响现浇楼板对框架梁增强作用程度的主要因素有节点类型、横向梁刚度以及侧向位移值[ 4] 。楼板内的钢筋会使框架梁的实际抗弯承载力增大20%～30%, 甚至有些情况下会增大近1 倍[ 5] 。但结构设计中仅考虑楼板对框架梁抗弯刚度的提高, 将中梁和边梁的刚度按原框架梁矩形截面刚度乘
2. 0 或1. 5的增大系数。此做法虽然增大了梁端弯矩, 但同时亦增大了梁的配筋, 且楼板钢筋的作用未计入。因此,要真正实现“强柱弱梁”的设计目标, 必须考虑楼板有效翼缘宽度范围内, 梁受到的增强作用, 并将其等效为T 形或者形梁进行设计计算。
1. 3 柱轴压比的影响
文献[ 3] 规定, 框架结构柱的轴压比限值在0. 7～0. 9 之间, 随抗震等级提高而减小。与日本规范相比, 我国规范的轴压比要大很多, 是其2～3 倍。轴压比限值越高, 柱的截面允许尺寸就越小。这一做法虽然能够满足使用空间大、美观经济的要求, 但减小了安全储备, 同时降低了梁柱线刚度比, 使得“强柱弱梁”机制难以实现。
2 抗震规范对“强柱弱梁”的考虑现行抗震规范对“强柱弱梁”的考虑主要通过调整梁端柱端弯矩的比值来控制。由于地震的复杂性、楼板的影响、钢筋屈服强度的超强, 难以通过
精确的计算真正实现“强柱弱梁”。
规范最新修订稿[ 6] 即送审稿对上述条款作了适当调整, 提高了框架结构的柱端弯矩增大系数, 从原先的“一级取1. 4、二级取1. 2、三级取1. 1”,提高到“一级取1. 7、二级取1. 5、三级取1. 3; 其他结构类型中的框架, 一级取1. 4、二级取1. 2、三、四级取1. 1”。为了防止底层柱底过早出现塑性屈服, 对原先的“一、二、三级框架结构的底层, 柱下端截面组合的弯矩设计值, 应分别乘以增大系数1. 5、1. 25和1. 15”,提高到“一、
二、三、四级框架结构的底层, 柱下端截面组合的弯矩设计值, 应分别乘以增大系数1. 7、
1. 5、1. 3 和1. 2”。同时指出, 要真正实现“强柱弱梁”,除了按实际配筋计算外, 还应计入梁两侧有效翼缘范围楼板钢筋的影响。所以送审稿虽在一定程度上加大了框架柱的配筋量, 但能否真正实现“强柱弱梁”,
尚存在疑问。
送审稿( 文献[ 6] ) 同时修改了框架结构的抗震等级确定条件, 将文献[ 3] 中以30 m 为界限区分不同设防烈度区域的抗震等级, 改为以24 m 作为界限高度; 并将柱轴压比限值, 从原先的一级取0. 7、二级取0. 8、三级取0. 9, 降低为一级取0. 65、二级取0. 75、三级取0. 85。这对24～30 m 高的框架结构来讲, 承载力得到较大提升, 同时, 柱轴压比限值的减小一定程度上提升了柱的承载力和刚度。
此外, 送审稿从“强剪弱弯”角度出发, 提高了柱剪力增大系数: 由原先的一级取1. 4、二级取1. 2、三级取1. 1, 提高到一级取1. 5、二级取1. 3、三级取1. 2。“强柱弱梁”破坏机制的实现受到众多实际因素的制约, 必须进一步研究填充墙等非结构构件对梁柱刚度的影响并体现到设计计算中去; 必须进一步研究现浇楼板对梁刚度和承载力的影响, 并在实际设计中予以考虑; 还需要更为严格地限制柱的轴压比, 以提高柱的刚度至合理范围。建筑抗震规范送审稿虽然提高了柱的弯矩增大系数和剪力增大系数, 同时降低了判别框架结构抗震等级的界限高度, 使柱承载力得到提高。算例柱的抗弯承载力提升10. 8% ～33. 1%, 抗剪承载力提升11. 1% ～19. 3%, 但仍“只在一定程度上减缓柱端的屈服”。在柱承载力提高的同时, 结构造价有所提高,总造价增加19. 9%左右。
保证强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念设计
为了保证强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件的抗震设计概念，设计中应满足如下要求：⑴实配柱纵筋和箍筋时，应考虑梁翼缘板的作用和梁裂缝宽度验算或超配而增加梁纵筋的影响。
强节点弱构件的深层次解读 一，设计条件： 将帖子中讨论的信息，结合HiStruct高层设计经验进行一下整理，包括： 1.这是一个400多米高的框架外筒+核心筒的组合结构，处了7度区，二类场地，场地粗糙度为B，抗震设防分组为第一组，基本风压比较大(HiStruct猜)。 2.外框架采用斜钢管混凝土柱形成X形的外筒，内筒为混凝土剪力墙筒体，外框筒的斜柱采用铸钢X型节点形式，HiStruct认为此结构形式目前在国内只有广州的XX采用。 3.已进行的风洞试验和构件试验表明，横向风振效应明显，构件试验表明，钢结构构件和节点具有较高的承载力和良好的延性(HiStruct注，钢结构延性一般没问题) 4.已经进行的初步结构设计表明结构的第一周期约有8s；小震水平下，风对位移角和大部分构件尺寸起控制作用；中震水平下，中震弹性和风荷载共同控制构件的承载力；大震分析的信息无。 5.已进行的中震弹性设计表明外框X型节点的承载力小于与之相连的斜柱的承载力（约小1.2倍），但是都满足中震弹性的承载力要求。 二，问题：1.结构的抗震到底是力的问题还是能量的问题？ 2.假如构件已满足中震弹性的承载力要求，那么还用强调“强节点弱构件”设计吗？
三，分析问题1 地震输入结构的到底是力还是能量？其实从宏观的角度来看地震是以能量的形式输入到结构的，而结构的对之的响应将以惯性运动的形式来反应，而惯性运动又可以以力的方式来表达，因此，HiStruct认为力和能量输入实际上一致的，问题的本质差异在于以怎么把地震作用更准确的反映在结构上，即采用何种地震激励和求解算法的问题。随着地震和抗震研究的发展，对于复杂高层的分析以越来越多的依据弹性或者弹塑性时程分析的结果进行设计考量。在对地震理论研究尚无法把握地震准备规律的情况下，以力的方式来进行构件设计和总体把握，而以能量的方式来辅助考虑结构抗震的概念，也未尝不是合理的。 四，分析问题2 构件已满足中震弹性的承载力要求，那么还用强调“强节点弱构件”设计吗？首先，为什么要强调“强节点弱构件”，按照长者曾经告诉我的一样，其实设计规范没有“强节点弱构件”这种说法，我个人是这么理解老先生话的：他说一个概念，即结构的节点是很难做到比构件更强，尤其是混凝土，在较大震作用下也不是非要强调节点不破坏而是要保证结构具有足够的延性和耗能能力而不倒塌，然而由于节点在整个结构传力体系中的重要作用和破坏之后的修复困难，一般我们都强调节点设计的重要性，无论是钢结构还是混凝土，都假设梁进入承载力极限，然后对节点进行超强设计，这样的设计理念是为了保证小震下的结构弹性，中震下的梁
浅谈在框架结构抗震设计中强柱弱梁的实现 摘要：在抗震设计中，“强柱弱梁”作为设计延性框架所采取的基本措施之一，应贯彻在整个设计过程中，从各方面保证增大框架柱的安全度，使框架梁成为相对较弱的的构件。但在实际的设计过程中，影响到实现强柱弱梁的因素有很多，设计时应加强概念设计，对规范条文不宜照搬照抄机械执行。 关键词：框架结构；强柱弱梁；概念设计 Abstract: in the seismic design, “strong column weak beam” as ductility design framework of the basic measures taken by one, it should carry out in the design process, from the aspects of the frame column that increase the safety of the frame beams of the relatively weak become component. But in actual design process, the influence to achieve strong column weak beam on a number of factors, design should strengthen the concept design, unfavorable to the specification provisions copy machine execution. Keywords: frame structure; Strong column weak beam; Concept design 1引言 概念设计对于结构设计来说十分重要，甚至可以说概念设计是结构设计的根本。概念设计有几个重要原则：“强柱弱梁”，“强节点弱构件”，“强剪弱弯”。本文重点讨论框架结构的强柱弱梁问题。 框架结构设计上要求强柱弱梁，以保证结构的延性，用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。强柱弱梁不仅是手段，也是目的，其手段表现在人们对柱的设计弯矩人为放大，对梁不放大。其目的表现在调整后，柱的抗弯能力比之前强了，而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时，梁端可以先于柱屈服。 2规范的相关规定 《建筑抗震设计规范》（GB5011-2010）第6.2.2条规定：一、二、三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： ∑Mc =ηc∑Mb（1）
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的 概念
如何理解“强柱弱梁”？ 1，“强柱弱梁”的本质 指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强柱弱梁”？ 因为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。 3，怎样保证“强柱弱梁”？ 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。 4，哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？ ①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。 实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。 ②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。 ③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。
如何理解“强剪弱弯”？ 1，“强剪弱弯”的本质 指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强剪弱弯”？ 因为弯曲破坏是延性破坏，有一定的征兆，如裂缝、挠度等；而剪切破坏是脆性破坏，没有任何预兆突然破坏。所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。 3，怎样保证“强剪弱弯”？ 一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法（框架抗震等级为一、 二、三级时，梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系数分别为 1.4、1.2、1.1；剪力墙抗震等级为一、二、三级时，剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2）。PKPM程序自动考虑这一规定。 具体配筋时，可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”： 1，增大箍筋直径，减小箍筋间距。 2，必要时，某些构件的箍筋可全长加密，如连梁、短柱等。 3，主次梁交接处，设置附加箍筋和弯起钢筋。 如何理解“强节点弱构件”？ 1，“强节点弱构件”的本质 指节点区域的实际承载力大于构件的实际承载力。 2，为什么要保证“强节点弱构件”？ 因为节点失效，与之相连的梁柱等构件全部失效，结构也坍塌失效。
如何理解“强柱弱梁”？ 1，“强柱弱梁”的本质 指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强柱弱梁”？ 因为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。 3，怎样保证“强柱弱梁”？ 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。 4，哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？ ①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。 实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。 ②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。 ③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。 如何理解“强剪弱弯”？
1，“强剪弱弯”的本质 指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强剪弱弯”？ 因为弯曲破坏是延性破坏，有一定的征兆，如裂缝、挠度等；而剪切破坏是脆性破坏，没有任何预兆突然破坏。所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。 3，怎样保证“强剪弱弯”？ 一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1；剪力墙抗震等级为一、二、三级时，剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2）。PKPM程序自动考虑这一规定。 具体配筋时，可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”： 1，增大箍筋直径，减小箍筋间距。 2，必要时，某些构件的箍筋可全长加密，如连梁、短柱等。 3，主次梁交接处，设置附加箍筋和弯起钢筋。 如何理解“强节点弱构件”？ 1，“强节点弱构件”的本质 指节点区域的实际承载力大于构件的实际承载力。 2，为什么要保证“强节点弱构件”？ 因为节点失效，与之相连的梁柱等构件全部失效，结构也坍塌失效。 3，如何保证“强节点弱构件”？ 一般通过构造措施来解决，如规定梁纵筋的锚固长度、锚固形式等，详见《混凝土结构设计规范》10.4节梁柱节点。
山大路224号项目A地块1#公建强柱弱梁混凝土施工方案 编制单位：山东天齐集团济南分公司 编制人：张成水 编制日期：2014 年3月8日
一、工程概况 山大路224号项目A区公建楼主楼为框架-核心筒结构，裙房为框架结构，根据设计施工图纸要求，本工程墙柱设计混凝土等级： 主楼：-2层至4层为C50，5至9层为C40，10至15层为C30； 裙房：-2至-1层为C50，1至2层为C40，3至5层为C30； 梁板混凝土等级均为C30。墙柱与梁板混凝土标号不一致，即通常所说的“强柱弱梁”，按照国家行业标准JGJ3-2002?钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程?规定，梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPA，如超过时，梁柱节点区施工时应做专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。本工程墙柱混凝土等级与梁板混凝土强度等级最大相差20MPA，梁与柱相接的节点核心区受力较为复杂，如果不同强度等级的混凝土在此节点处理不当，可能会留下质量隐患；因此在梁柱节点部位混凝土浇筑过程中，按混凝土强度先高后低，先柱后梁板的原则，由外向内按照对称的顺序连续浇筑，确保节点核心区混凝土强度，避免节点核心区发生剪切破坏；同时将结合部放在梁上，以确保形成弱梁。 梁柱混凝土强度等级不同的情况往往会给施工带来一定的不便，如果解决处理不当，很可能会降低混凝土强度，影响结构受力。在现浇混凝土框架结构高层建筑中，为满足抗震要求，通常采用“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强锚固”的设计原则，所以，柱混凝土强度等级一般高于梁板混凝土强度等级，且随着建筑高度的增加，两者的设计强度差距越来越大。该区段主要存在于高层建筑的下部。为满足柱的轴压比，要求同时控制柱截面不过大，柱需要采用较高强度等级的混凝土;然而，对以受弯为主的梁板而
刚性连接节点的抗震性能的分析 刘朝科彭军 （西安科技大学建筑与土木工程学院 710054） [摘要] 通常认为钢框架具有良好的抗震性能，但在最近的几次大地震中许多高层钢结构房屋的梁柱刚性连接节点受到严重破坏。这说明传统的刚性连接框架在某些方面存在这不足之处。本文对刚性连接框架的形式以及抗震性能进行了深入的分析和总结，最后对提高刚性连接框架的抗震性能，在设计、构造、及施工三方面提出一些意见和建议。 [关键词] 梁-柱刚性连接节点常用设计法栓焊连接强节点弱构件延性 中图分类号：TU391 ANALYSIS OF THE ASEISMATIC CAPABILITY OF THE BEAM-COLUMN CONNECT IN STEEL FRAME Liu Chao Ke PengJun (Xi’an university of science and technology 710054) Abstract Steel frame has nice aseismatic capability, but column-beam rigidity joints in hundreds of multi-story and high steel buildings had been damaged in the Northridge earthquake and the Hanshen earthquake. The traditional method has some deficiencies. The authors study in form and capability of the Frame. And suggestions on design and fabrication are presented. Keywords column-beam rigidity joints; bolt-weld connection; general design method; ductility 一直被工程界认为具有良好抗震性能的钢结构建筑在多次大地震中发生各种不同的破坏形式。特别是1994年美国Northridge地震和1995年日本阪神地震中，数百栋多高层钢结构房屋的梁柱刚性连接节点受到严重破坏，引起世人的极大关注。这种局部破坏在某些情况下比构件的材料破坏或失稳更具危险，因为结构在遇到荷载改变或强烈余震的作用后有可能发生整体倒塌。因此梁柱连接的性能对刚性框架的受力性能有极大的影响。 1震害原因 1.1梁-柱刚性连接方式 目前国内已建成的高层钢框架梁柱节点连接的主要采用刚性连接。常见有三种刚性连接：①全焊连接；②全栓连接；③栓焊连接。国内外许多科研机构对上述三种不同形式的连接性能进行了试验研究，认为：全焊连接节点在反复荷载作用下，节点承载能力没有降低，荷载-挠度滞回曲线呈稳定的纺锤形，连接具有良好的延性，但对钢构件的制作精度要求较高；全栓连接施工方便却方面费用太高；而栓焊连接表现出良好的抗震性能造价又低的优点。因此大多数梁柱连接采用栓焊混合连接。典型的刚性梁柱连接形式见图1。
节点工期考核模块 阳俊 一、工作流程 二、实施细则 （一）节点计划编制 1.由项目生产经理组织节点计划讨论会，项目经理、技术经 理、劳务公司现场负责人参加。 2.主合同约定节点、地下室封顶、主体封顶、裙楼封顶、屋面完成、设备安装/拆除、施工难度较大的栋号或分部分项工程、场地调整/转换等为必须设置节点。根据项目实际情况，增设样板完成、砌体插入、移交等后续工作节点计划。 3.每一季度3至5个节点。 4.每季末最后一个月25日上报分公司审批。 （二）节点计划审批 - 1 -
1.审核节点设置的合理性。 2.审核节点完成时间的合理性。 （三）节点完成情况考核 1.节点到期，不管完成或未完成，均要求项目部在节点到期后，3天内报审。 2.节点完成，附件资料（即节点完成证明资料）名细如下： （1）预售、封顶、车库/商业结构、基础等结构方面节点，要求提供浇筑许可证照片、砼小票照片、砼浇筑完成之后的照片。 （2）设备安装、拆除等方面节点，安装完成标准：达到使用标准，如施工电梯防护门安装完成；拆除完成标准：真正拆除，报停不算。照片为正面。 （3）外架拆除节点，要求提供四个面的照片。 （4）移交节点，要求提供签字完善的移交单。 （5）场地、道路转换节点，要求提供转换前和转换后四张照片。即原场地转换前后、新场地转换前后照片。 3.节点未完成，要求如下： （1）节点未完成，附件资料要求体现节点到期时当时实际情况。如形象进度、设备安装情形。 （2）必须体现未完原因分析、拟采取的措施及责任人、调整后完成时间。 （3）调整后时间到期后，要求3天内报审。 （四）节点完成情况奖罚 - 2 -
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件 结构设计中，为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求，我们需要从多方面对工程设计进行把控，其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性，它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关，故根据上述原则，我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏：1)梁先于柱破坏。梁的破坏是构件破坏，属于局部性的破坏，而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性，造成结构倒塌，故柱比梁重要，最先保证柱的安全；2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。“剪切破坏”是一种脆性破坏，没有预兆，瞬时发生；“弯曲破坏”是延性破坏，是有所预兆的，工程中我们需要避免发生剪切破坏，在弯曲破坏之前不发生剪切破坏；3)节点的承载力应高于连接的构件，如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。然而，现实中的效果并非如预期设想。以汶川地震为例，震害现场调查发现：柱剪切破坏严重，梁柱节点区破坏严重；框架柱上下端出现塑性铰，我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现，典型震害现场如下图：造成这种问题的因素很多，例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等，本文将结合规范，
分析其计算方法及影响因素，并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计。规范规定1强柱弱梁的相关规定《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（以下简称《抗震规范》）第6.2.2条：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：一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：当反弯点不在柱的层高范围内时，柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。同理《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（以下简称《高规》）6.2.1、6.2.2、10.2.11条、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（以下简称《混凝土规范》）11.4.1条。为避免出现框架结构柱下端过早屈服，影响整个结构的抗倒塌能力，需对结构底层乘以弯矩增大系数,即《抗震规范》6.2.3条：一、二、三、四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2.底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。由上文可知，规范提出的方法是：1)柱端弯矩设计值增大系数法，将梁、柱之间的承载力不等式转为梁、柱的地震组合内力设计值的关系式，并使不同抗震等级的柱端弯矩设计值有不同程度的差异;2) 针对一级框架采用考虑梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗
增加父节点模块 作者：二鸡蛋 本文归https://www.doczj.com/doc/c314909934.html,所有，未经许可，不得转载。 上节课：“增加子节点”模块。 和“增加子节点”模块对称的是“增加父节点”模块。增加父节点也有叫“设置父节点”，它们是完全一样的。和“增加子节点一样”，都非常容易理解，对于儿子来说，找个爸爸就需要“增加父节点”模块。而对于老爹来说，要个儿子则需要“增加子节点”模块，它们只是出发点不同而已，用法都是基本相同的。 在举例之前，先说明一个数学结构问题：多父和多子问题。 一个父亲可以有多个儿子。这个儿子又有很多的儿子（孙子），情况可以这样无限制的延续下去。这种树状结构的逻辑关系清晰：任何一个节点下面所有的子节点都属于它的子节点。 我们以“平移模块”为例：当平移模块（其他模块也是一样的）中的“继承关系”参数被勾选的时候，我们将任何一个“节点”移动的时候，这个节点的“子孙节点们”都会跟着一起移动。这在逻辑上是没有任何问题的。 但一个儿子如果要有很多的父亲会出现什么情况呢？我们以下图为例说明：
虽然链表结构也可以从上图中判断由该节点之下的子节点的情况（先不考虑上图中蓝色虚线部分），但这种逻辑关系非常的混乱：由于允许“单子多父”，一旦上图中被选择节点左边或右边的节点也被指定为该节点的父亲的时候，那可就遭了，数据从树状结构变成网状结构了。一旦网状结构形成，由于数据交叉，程序就无法判断该节点的子节点是谁了。 因此，VT规定：只有“单父多子”的树状结构才能使“继承关系”这个参数生效。 我们以“平移”模块举例说明： 新建一个作品： 将茶几(CoffeeTable)、沙发(Armchair)、木板(Plank)调入到场景中：它们的位置分别在：注意木板不太好找，在资源中比较靠后的位置。
强柱弱梁 1、概念： 使框架结构塑性铰优先出现在梁端而非柱端的设计原则和要求。 《工程抗震术语标准JGJ/T97-2011》6.1.11 2、如何实现： 内力调整系数： 为了实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱锚固等延性设计要求，在进行抗震设计时，根据结构抗震计算内力分析的结构，有意识地增大关键部位的设计内力，使竖向构件的屈服迟于水平构件的屈服、剪力破坏迟于弯曲破坏，以提高结构的抗震能力。 《工程抗震术语标准JGJ/T97-2011》5.2.12 《工程结构设计基本术语标准GB/T50083-2014》2.10.34 --------------------------------------------------------------------- 问题： 1、为什么抗震规范8.2.5条文说明中规定：轴压比较小时可不验算强柱弱梁？轴压比越大，柱子延性越差。 控制轴压比的目的是为了防止柱子小偏心受压而发生脆性破坏。计算轴压比时的N是竖向荷载与地震组合得到的轴力。轴压比太大，结构延性差，容易发生脆性破坏。 ------------------ 通过对不同轴压比下钢筋混凝土框架结构的非线性分析对比,可得以下结论: (1)轴压比对板筋在纵向梁抗弯能力中参与程度的影响较大,在同一荷载工况下,通过改变柱截面来改变轴压比时,板筋在框架梁的抗弯作用中的参与程度随着轴
压比的减小而增大。（此句话也可以这样说，轴压比越小，板筋的抗弯作用越多。）(2)实际框架结构中内节点对应的纵向梁端比外节点更难出现塑性铰;低轴压比的结构比高轴压比的结构更容易出现梁端塑性铰、得到较好的结构延性耗能能力。（也就是说，低轴压比本身就满足强柱弱梁的要求，所以可以不进行强柱弱梁验算） (3)因现浇楼板的存在,若期望在梁端出现塑性铰,则应使得最靠近梁端的板面钢筋也达到屈服强度。 (4)为实现大震不倒 ,建议在大震作用下另外还应再进行考虑楼板作用后的梁、柱端实际承载力验算。 《轴压比对RC框架实现_强柱弱梁_的影响研究》世界地震工程2010.9 2、为什么新版门规6.2.7规定：门式刚架可不进行强柱弱梁的验算？ 对于门式刚架，无论塑性铰是出现在梁端还是柱端，结构都会破坏，影响一样。基于同样的原因，所有框架的顶层都不需要强柱弱梁的验算。
梁的延性靠的是箍筋，箍筋约束混凝土，可延长混凝土从受压到破坏的时间。地震时产生的水平剪力主要靠箍筋来承担，这也是需要提高延性时采用箍筋加密的根本原因。 而梁的纵筋主要用来承担竖向荷载产生的弯矩。梁的底面和顶面纵筋的比值是用来提高梁端的塑性转动能力，不是梁延性的主要控制因素。
如何理解“强柱弱梁”？ 1，“强柱弱梁”的本质 指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强柱弱梁”？ 因为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。 3，怎样保证“强柱弱梁”？ 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。 4，哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？ ①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。 实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分
析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。 ②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。 ③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。
增加子节点模块 作者：二鸡蛋 本文归https://www.doczj.com/doc/c314909934.html,所有，未经许可，不得转载。 上节课：“设置欧拉朝向”模块。 “增加子节点”是“基本”中第一个模块，初学VT而且没有学习过建模软件的朋友听起这个词来多少会感到有点神秘。 没有想象的那么复杂。2005念6月底，老婆悄悄的跟我说：鸡蛋，跟你说一事儿，你可别晕过去。亲爱的，咱家要来个“小二鸡蛋”了。今年4月，鸡蛋我荣升一级，增加了一个“子节点”：当孩儿他爹了。 在很多模块中都有“继承”这个属性。在VT里是这么规定的：如果“继承”被勾选，那么当父亲变化的时候，儿子跟着一起变化。当儿子变化的时候，当爹的呆在原地不动；如果继承属性没有勾选，那么父亲是父亲，儿子是儿子，它们互不相干。 建模的时候中是可以确定父子关系的。但由于外包和具体的技术原因，父子关系的确定还是需要由编程人员来完成。这就是“增加子节点”和“增加父节点”模块大显身手的时候了。 光说有点晕，我们以“平移”模块为例来实验一下： 新建一个作品，然后把“茶几”调入场景，具体的位置如下： 按A键选择“茶几”后按下X键和F5键，让它向右移动一点距离，大致如下：
再将沙发调入 沙发的位置如下： 放在默认的世界坐标系中心就可以，由于沙发和茶几都要移动，分别设置两个物体的IC，这一点请切记！！！！！！！！！！！！！！！！这时场景大致如下：
这里我们让“茶几”是“沙发”的儿子： 将“增加子节点”模块拖拽到沙发上，在沙发的外部将有一个黄色的边框出现，如下图： 弹出编辑参数窗口，在子节点中选择茶几(CoffeeTable)，这样沙发就是茶几
的爸爸了。 这时切换到“脚本流程区”，程序流程如下： 我们把“平移”模块拖拽到沙发(Armchair)的脚本中，和增加子节点模块相连，并设置循环，大致如下： 双击平移模块，设置X方向上的移动量为1： 由于默认的继承关系是勾选的，所以当“父亲”沙发移动的时候，“儿子”茶几也会跟着移动。 按下IC按钮，恢复到默认位置。然后将平移模块中的继承关系勾选取消，这时“父亲”沙发移动，“儿子”茶几呆在原地不动。剩下的就是静下心来好好想想它们之间的关系。 今天我们讲解了“增加子节点”模块，实际上把以前一直疑惑的“继承关
1，“强柱弱梁”的本质 指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强柱弱梁”？ 因为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。 3，怎样保证“强柱弱梁”？ 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。 4，哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？ ①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。 实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。 ②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。 ③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。
1，“强剪弱弯”的本质 指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。 2，为什么要保证“强剪弱弯”？ 因为弯曲破坏是延性破坏，有一定的征兆，如裂缝、挠度等；而剪切破坏是脆性破坏，没有任何预兆突然破坏。所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。 3，怎样保证“强剪弱弯”？ 一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1；剪力墙抗震等级为一、二、三级时，剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2）。PKPM程序自动考虑这一规定。 具体配筋时，可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”： 1，增大箍筋直径，减小箍筋间距。 2，必要时，某些构件的箍筋可全长加密，如连梁、短柱等。 3，主次梁交接处，设置附加箍筋和弯起钢筋。 如何理解“强节点弱构件”？ 1，“强节点弱构件”的本质 指节点区域的实际承载力大于构件的实际承载力。 2，为什么要保证“强节点弱构件”？ 因为节点失效，与之相连的梁柱等构件全部失效，结构也坍塌失效。 3，如何保证“强节点弱构件”？
从汶川地震中框架结构震害谈“强柱弱梁”屈服机制的实现 叶列平，曲哲，马千里，林旭川，陆新征，潘鹏 清华大学土木工程系，结构工程与振动教育部重点实验室 建筑结构/Building Structure, 2008, 38(11): 52-59. 摘要：本文首先介绍了汶川地震中钢筋混凝土框架结构的主要震害现象，并进行了简要分析。重点针对地震中框架结构未出现抗震设计所预期的“强等非结构构件和楼板的影响、可能导致框架梁承载力和刚度增大的原因、造成框架梁端超配筋的原因、影响框架柱承载力发挥的原因、以及结构在大段的梁柱构件的可靠度差异等方面进行深入的分析，并提出了有关建议，为今后框架结构设计实现“强柱弱梁”屈服机制和规范修订提供参考。 下载全文/Download PDF version Study on ensuring the strong column-weak beam mechanism for RC frames based on the damage analysis in the Wenc Ye Lieping, Qu Zhe, Ma Qianli, Lin Xuchuan, Lu Xinzheng, Pan Peng Department of Civil Engineering, Tsinghua University Key Laboratory of Structural Engineering and Vibration of China Education Ministry, Tsinghua Univer Abstract: Typical earthquake damages of RC frames in the Wenchuan earthquake are reviewed with some brief analyses. Special atten the preferable damage mode of RC frames known as the “strong column-weak beam” mechanism. Analysis is conducted in depth in order t for this adverse phenomenon in the following aspects: influence of the partitions and floor slabs, possible reasons for under-esti of frame beams, reasons for the over-reinforceme nt of frame beams, factors that may weaken frame columns, structural model changing under stronger earthquake, the difference of reli different load stages and so on. Suggestions of ensuring the “strong column-weak beam” mechanism for RC frame s are proposed for the r and code revision. 1 汶川地震中的框架结构震害 汶川地震是我国建国以来最为强烈的一次地震。这次地震中，钢筋混凝土框架结构的主要震害现象有： (1) 围护结构和填充墙严重开裂和破坏（图1a）； (2) 填充墙不合理设置或错层)成短柱剪切破坏（图1b，图1c）； (3) 柱剪切破坏（图1d、e），梁柱节点区破坏（图1f）； (4) 填充墙不合理设置造成结构实际层刚度不均匀，导致底部楼层侧移过大（图1g），并导致倒塌（图1h）；或导致结构实际刚度偏心使结构产生 (5) 柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制（图1j）。 围护结构和填充墙等非结构构件的严重开裂和破坏，也会造成一定的人员伤亡，并导致人们的恐惧心理，且震后修复工作量很大，费用很高。目前，有具体的控制指标。根据这次地震中框架结构的围护结构和填充墙的破坏情况，对“可修”定义应考虑非结构构件的损坏程度。 窗间填充墙的不合理布置（或错层）造成框架柱形成短柱，产生剪切破坏的问题，本文以下将专门讨论。 柱剪切破坏，梁柱节点区破坏，大多属于配箍不足，箍筋拉结或弯钩等构造措施不到位等原因造成，规范规定的最小配箍率可能也需要考虑提高。
节点布置模块功能流程 创建节点/细部：功能①；功能② 修改节点/细部：功能③；功能④；功能⑤；功能⑥ ①创建节点 创建节点的条件：有建好的钢柱和钢梁，并且相交 第一步：点击创建节点按钮 第二步：鼠标左键点击先选择主构件，再选次构件（先后顺序不能反哦），鼠标右键点击完成 第三步：弹出软件自动配选出来的节点样式，如果没有您所需要的节点，请点击下面的“没有符合的？去节点库找找” 第四步：鼠标左键双击所选的节点样式，弹出编辑节点窗体
第五步：在左面的显示框中，根据实际图纸上的尺寸输入 第六步：输入完成，根据图纸情况，勾选右侧节点零件的计量与否（不勾选计量，即改节点零件不计工程量也不在三维模型中显示） 注意：数量、规格、厚度基本上都是根据上面输入的尺寸对应而来，基本不用做调整
第七步：根据实际需求来选择节点零件的归属（归属定义：出构件汇总报表的时候，节点零件的工程量归属） 第八步：点击计算节点规格（确保改动的地方，重新计算，相当于刷新的功能） 第九步：点击确定 第十步：弹出应用范围窗体 点击第一个按钮，布置到同构件、同角度的连接节点（范围：整栋楼） 点击第二个按钮，布置到同构件、同角度的连接节点（范围：目标层） 点击第三个按钮，仅仅布置到这一个连接构件节点 点击窗体的右上角的关闭按钮，与点击第三个按钮的效果是一样的 实现：
②创建细部 创建细部条件：建好单构件 第一步：点击创建细部 第二步：弹出细部类型库 第三步：根据需求选择对应的细部类型 第四步：选择细部的构件（钢柱或钢梁等）第五步：弹出细部样式
第六步：鼠标左键双击选择细部样式 第七步：弹出编辑细部窗体 第八步：在左面的显示框中，根据实际图纸上的尺寸输入
结构在各种荷载作用下的内力经内力组合后，还要根据规范对其进行调整。调整主要体现在抗震等级为一、二级的结构构件，规范还有特殊规定需要调整的构件。内力调整主要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点”的思想，以保证结构安全。 TBSA、TAT或SATW A的做法，是将构件在不同位置、不同情况下所具有的差别数值化，如TAT，它将这种差别叫“设计内力调整系数”。TA T或SATW A软件采用的设计内力调整系数如下： 1、一级抗震： 框架柱Ucm＝1.331 Ucv＝1.464 Ucn＝1.0 底层框架柱Ucm＝1.997 Ucv＝2.196 Ucn＝1.0 底层加强区剪力墙Uwm＝1.000 Uwv＝1.331 Uwm＝1.0 连梁、框架梁无Ubv＝1.271 无 2、二级抗震： 框架柱Ucm＝1.100 Ucv＝1.210 Ucn＝1.0 底层框架柱Ucm＝1.250 Ucv＝1.375 Ucn＝1.0 底层加强区剪力墙Uwm＝1.000 Uwv＝1.100 Uwm＝1.0 连梁、框架梁无Ubv＝1.050 无 3、三级抗震及四级抗震：其调整系数均为1.0 以上调整系数的符号说明： Ucm－柱端弯矩调整系数 Ucv－柱端剪力调整系数 Ucn－柱端轴力调整系数 Uwm－墙端弯矩调整系数 Uwv－墙端剪力调整系数 Uwn－墙端轴力调整系数 Ubv－梁端剪力调整系数 4、框支柱： 设计剪力不小于基底剪力的2％（Vc≥2%Q0）；地震力产生的轴力放大1.2；设计弯矩放大1.5，即Ucm＝1.5（不分抗震等级）。 5、角柱 混凝土角柱：Ucm＝1.3；Ucv＝1.3 钢角柱、钢管角柱和劲性角柱：仅将地震力产生的内力放大1.3倍。 （一、二级框架底层柱下端截面的弯矩设计值，系数改为1.5,高规5.2.8条，上述一级和二级调整系数表内已有体现） 一级抗震设计内力调整系数的来历是： 柱端弯矩放大系数Ucm Ucm＝1.1x1.1x1.1＝1.331 由高规第5.2.6条： 一级框架梁柱节点处，柱端弯矩应符号下列要求： ∑Mc ≥1.1∑MbuE （5.2.6-1）〖强柱弱梁原则〗 而MbuE＝fyk·As·(hb0-as')/γRE （规范5.2.26条） Ucm中的三个1.1就是： （5.2.6-1）中的第一个1.1； MbuE公式中fyk≈1.1fy提供的第二个1.1； MbuE公式中的As提供第三个1.1，因规范要求的截面抗震设计是验算设计，软件认为实际
1强柱弱梁 1.1“强柱弱梁”的本质 指梁柱节点处，柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。 1.2为什么要保证“强柱弱梁”？ 因为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。 1.3怎样保证“强柱弱梁”？ 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1），PKPM程序自动考虑这一规定。 1.4哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”？ ①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用（梁截面为T形，PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑），但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋，并没有考虑楼板的约束作用，低估了梁的承载能力。 实际应该这样处理：按T形截面进行的内力分析，就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋；或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数，然后按矩形截面进行配筋。 ②梁端配筋采用的是柱中线处的内力，而实际上应该采用柱边的内力，而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%，实际上增加了梁端的配筋。 ③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。 2强剪弱弯 2.1“强剪弱弯”的本质 指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。 2.2为什么要保证“强剪弱弯”？ 因为弯曲破坏是延性破坏，有一定的征兆，如裂缝、挠度等；而剪切破坏是脆性破坏，没有任何预兆突然破坏。所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。 2.3怎样保证“强剪弱弯”？ 一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法（框架抗震等级为一、二、三级时，梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1；柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1；剪力墙抗震等级为一、二、三级时，剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2）。PKPM 程序自动考虑这一规定。 具体配筋时，可采取以下措施来尽量保证“强剪弱弯”：
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件 结构设计中，为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求，我们需要从多方面对工程设计进行把控，其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性，它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关，故根据上述原则，我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏：1)梁先于柱破坏。梁的破坏是构件破坏，属于局部性的破坏，而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性，造成结构倒塌，故柱比梁重要，最先保证柱的安全；2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。“剪切破坏”是一种脆性破坏，没有预兆，瞬时发生；“弯曲破坏”是延性破坏，是有所预兆的，工程中我们需要避免发生剪切破坏，在弯曲破坏之前不发生剪切破坏；3)节点的承载力应高于连接的构件，如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。然而，现实中的效果并非如预期设想。以汶川地震为例，震害现场调查发现：柱剪切破坏严重，梁柱节点区破坏严重；框架柱上下端出现塑性铰，我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现，典型震害现场如下图：造成这种问题的因素很多，例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等，本文将结合规范，分析其计算方法及影响因素，并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱
构件”“强柱弱梁” “强剪弱弯”设计如“强柱弱梁””设计的影响因素目前我国现行规范对强柱弱梁设计的规定，是基于纵筋实配不超过计算配筋10%的前提给出的。但鉴于地震影响的复杂性，难以精确考虑，10%的钢配超筋也并非代表工程设计中的实际情况，因此“即使按强柱弱梁设计的框架，在强震作用下，柱端仍有可能出现塑性铰”“当计算梁端抗震受弯承载力时，若计入楼板的钢筋，则可提高框架强柱弱梁的程度”，但如何考虑并没有更为具体的规定。当我们为了体现楼板与梁共同工作，常在设计中采用梁刚度放大系数法来考虑楼板对框架梁抗弯刚度的提高，但这样会导致计算分析后得到的梁端弯矩比按矩形截面梁处理的结果偏大，因为配筋的时候是将这样计算得到的纵筋结果全部配置在矩形截面内，且楼板设计时重叠钢筋面积也没有被扣除，所以无形会导致梁钢筋出现超配。国内外许多试验表明，楼板内的钢筋会使框架梁的实际抗弯承载力增大20~30%，甚至更多，即便不考虑其他因素，楼板配筋对框架梁端实际受弯承载力的增大幅度，对于大多二、三级框架，都会超出规范规定的柱端弯矩增大系数，乃至一级框架也可能会不满足强柱弱梁要求。3压弯破坏降低柱抗剪承载力在柱强剪弱弯的设计方面，即使柱端首先发生弯曲形成塑性铰，巨大的轴压也容易使混凝土压溃而发生剥离脱落，从而严重削弱柱端抗剪能力，出现剪切破坏。