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框架结构强柱弱梁实现中的问题与对策分析“强柱弱梁”不仅能够避免结构形成同层所有柱端均出现塑性层侧移，还能够使框架结构在强震下形成具有较好抗震性，是实现梁铰机制的重要结构措施，是钢筋混凝土框架结构中的一项关键控制措施。
本文对强柱弱梁实现过程中常见的问题进行了阐述，并结合具体问题提出了相应的解决方法。
标签框架结构；强柱弱梁：抗震钢筋混凝土框架结构，是当前建筑中最主要的结构形式，被广泛应用于工业与民用建筑中。
但是它自身的侧向刚度较小，而地震作用引起的侧向位移较大，为了保证框架结构在遭遇地震作用时不发生倒塌，我们对钢筋混凝土框架结构必须采取一定的抗震措施，以保证人民的人身和财产的安全。
“强柱弱梁”就是一种很好的抗震措施，一方面，它的底层柱上下端出现塑性铰，能够迅速导致结构倒塌，另一方面，它只有在全部梁端出现塑性铰并迫使结构底部也出现屈服变形时，结构才会破坏[1]。
1 影响实现强柱弱梁的因素1.1 填充墙对结构刚度的影响在强柱弱梁的所有影响因素中，填充墙是最大的、最复杂的一个因素，填充墙和框架梁是相互依存的关系，对结构会产生如下一些影响，因此我们必须要明确填充墙的结构功能及其相应的设计目标。
实际丁程中，围护墙和填充墙通常直接在框架梁上砌筑，而地震作用下砌体墙与梁一起运动，无疑对梁有一个较大的加强作用，它不仅能直接参与整体结构的抗震受力，显著增大框架梁的刚度和抗弯承载力，而且还能增加结构层刚度，造成结构层刚度不均匀，减小框架梁弯曲变形，形成层屈服机制，引起扭转效应。
填充墙的结构功能目标分为：1)参与结构受力，这时它就是抗震的第一道防线，在整体结构的抗震分析和设计中就要给予足够的考虑；2)不参与结构受力，这时它就得跟周边的框架有足够的隔开、分开，这种设计能够对结构扭转效应有很好的控制。
1.2 现浇楼板对框架梁的承载力及刚度的影晌楼板对“强柱弱梁”的影响在国外是考虑一定的超强系数，研究表明，楼板内的钢筋能够使框架梁的实际抗弯承载力增大20～30％，《建筑抗震没计规范》规定：除框架顶层和柱轴压比小于0．15。
影响强柱弱梁的主要因素摘要：文章首先简单概述了强柱弱梁的含义，接着分析了强柱弱梁的影响因素。
比如对于梁计算过程中楼板所产生的影响；对于填充墙影响到结构刚度；对于缝隙计算增加了梁端抗弯力；对于梁柱刚度比太大所造成的影响；对于柱轴压比所造成的影响；对于梁底配筋不科学的影响。
最后提出了关于强柱弱梁设计的一点建议。
关键词：影响；强柱弱梁；主要因素引言因为钢筋混凝土的框架构架其本来就有的侧向刚度非常小，可是地震的作用所引发的侧向位移就非常大，如此就要使员工用科学且优良的抵抗地震的策略提升框架构架抵抗强烈地震的能力。
按照多层钢筋混凝土框架柱来抵御地震的这一设计理念，明确了框架结构必须具备多层抗震防线，其最主要的一个设计原则就是进行强柱弱梁设计。
而进行强柱弱梁设计的时候，出现了很多的问题，因此，下文对影响强柱弱梁的因素进行了简单的讨论。
1强柱弱梁强柱弱梁的出现是在1970年，那时就有人提出确保钢筋混凝土结构具备一定的弹性和塑性变形能力的设计方式，也就是强柱弱梁方式。
事实上，强柱弱梁是让结构塑性铰出现于梁端的设计规范。
强柱弱梁是使用来提升构架变形的能力的，预防发生大地震，导致框架结构塌陷。
一般而言，强柱弱梁设计不单单是一个目的，也是一种方法，而这种方法体现于相关人员设计柱弯矩的时候进行人工方法，而不会放大梁。
强柱弱梁的目的通常表现在调节以后，梁不会做任何改变，可是柱子的抗弯能力会增强。
也就是说柱的能力提升相较于梁而言更大一点。
如此一来，梁柱共同受力的时候，梁端能够比柱先屈服。
强柱弱梁是根据结构抗震的设计提出的一个理念。
强柱弱梁的柱子通常不会比梁先损坏掉，梁的损坏不过是构件被损坏，只是一个部分，而柱子不同，柱子会危及到整体框架结构，导致整体出现塌陷的情况，这个后果可想而知。
所以，如若要提升柱子的安全性，就得开展强柱弱梁设计。
2主要因素分析2.1对于梁计算过程中楼板所产生的影响相关人员设计框架结构的时候，一般都不会将楼板加入到总体的计算过程中，而多数的做法就是直接把承载能力计算到梁上面，而计算的时候，会进行水平承载计算。
浅议“强柱弱梁”的实现难点及解决措施本文通过规范规定的强柱弱梁的实现方法，对实际中难以实现强柱弱梁的原因进行了分析，并针对这些原因列出了相应的解决方法，最后对于结构设计某些方面提出了一些建议。
标签：强柱弱梁；实现难点；解决措施；梁端实际受弯承载力；梁端裂缝验算一、规范规定自89规范起，我国规范提出了两种方法来体现强柱弱梁。
一种方法是，将梁、柱之间的承载力不等式转化为梁、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，即柱端弯矩设计值增大系数法。
另一种方法，则采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值的调整、验算方法，此时还应考虑楼板钢筋的作用。
比较两种方法，可知后一种方法的计算结果更为精确。
为保持规范连续性，2010《抗震规范》仍采用两种计算方法确保实现强柱弱梁。
与旧规范相比，新版规范提高了框架柱端弯矩增大系数，补充了四级框架柱端弯矩增大系数的要求。
对于一级框架结构和9度时的一级框架，明确只需按梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值，即使按增大系数法比实配方法保守，也可不采用增大系数法。
具体可参见《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.2.2条。
值得一提的是，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，故柱设计还应满足规范中抗震构造措施的要求，使柱具有大的弹塑性变形能力和耗能能力，保证其达到在大震作用下不会倒塌的目标。
二、软件实现现在以2010版PKPM软件的设置进行说明，该软件是对柱端设计弯矩值进行放大，并考虑实配钢筋影响。
对于抗震等级一级的框架结构，除《抗震规范》明确给出放大系数可取1.7外，《混凝土规范》及《高规》都未具体给出。
考虑到超配系数的影响，软件以1.15作为基准值，采用线性插值计算得到一级框架柱端弯矩增大系数，其取值范围为1.5～1.7。
三、实现难点针对目前的设计状况，结合自身的经验，分析可能出现此类现象的原因如下。
影响“强柱弱梁”实现的因素1. 填充墙等非结构构件围护墙和填充墙直接砌筑在框架梁上影响：1）与框架梁共同受力，减少框架梁弯曲变形，增大框架梁的刚度和承载力；2）直接参与整体结构抗震受力，增加结构层刚度，造成结构层钢筋不均匀，使未设置填充墙的楼层形成薄弱层，形成层屈服机制，或造成平面刚度分布不规则，引起扭转效应；3）结构总刚度增大，基本周期减少40%-50%，地震力增大；4）影响裸框架内力分布，如约束框架柱部分柱段的侧移变形，形成短柱，使得局部抗侧刚度过大，地震剪力增大，导致短柱剪切破坏；填充墙抗侧刚度大，分配的地震力大，但其强度低，容易导致填充墙产生严重的开裂和破坏。
PKPM 在计算有填充墙的框架或刚结构时，只考虑了柱、梁、混凝土墙等的刚度，并由此刚度计算出结构自震周期，没有考虑填充墙的刚度，使得实际刚度比计算刚度大，实际周期比计算周期小（pkpm 计算出的周期偏大），若以计算周期来计算地震力，会偏小，不安全，因此对自振周期要适当折减，以此增大地震作用，提高配筋。
对于非受力填充墙要与框架柱之间预留足够的间隙，隔离两者之间的相互作用2. 楼板影响楼板与框架梁现浇，显著提高框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力，体现在：梁端承受正弯矩（受压）时，楼板和框架梁共同组成T 形截面，增加了框架梁的受压区宽度；梁端承受负弯矩时，楼板内配筋相当于增加了框架梁的负弯矩筋。
目前，对于这种影响，一般的处理是：按《抗规》将柱端弯矩增大，在计算梁端截面抗弯承载力时，将楼板对梁端抗弯能力的增大影响这算成一定范围（有效翼缘宽度）内板参与框架梁受弯，将框架梁等效为T 形梁设计PKPM 目前没有考虑T 形梁，所以是采取将梁刚度按矩形截面刚度放大的方式处理。
3. 框架梁跨度和荷载过大使梁截面尺寸增大使梁截面增大，形成强梁弱柱框架结构的侧移变形模式更接近纯层剪切型，极易形成层屈服机制，造成坍塌。
4. 梁端超配筋和钢筋实际强度超强cua bua M M >∑∑是强柱弱梁的条件，实际中以下原因导致梁端钢筋超配：1） 未考虑楼板内钢筋对梁端抗弯承载力的贡献，楼板有效翼缘内钢筋属于超筋2） 计算配筋时取柱轴线处弯矩，验算c c b M M η=∑∑取梁端截面设计弯矩，造成超筋3） 梁配筋由裂缝或变形控制则实际配筋增多，在式c c b M M η=∑∑计算时仍取梁端截面设弯矩，也会造成超筋4） 梁底配筋由梁跨中正弯矩控制时，跨中梁底钢筋过多伸入梁端柱内锚固，导致梁端正弯矩超筋。
Building Structure百家论坛影响强柱弱梁的主要因素及设计对策朱炳寅/中国建筑设计研究院1 引言钢筋混凝土框架结构由于其自身的侧向刚度较小，地震作用引起的侧向位移较大，故合理的抗震措施成为框架结构抗震性能实现的有力保证。
汶川地震的经验表明：“强柱弱梁”是框架结构抗震设计中不可忽视的重要内容，也是实现梁铰机制的重要结构措施。
实际工程中，影响强柱弱梁的因素很多，如何抓住主要矛盾，在设计中真正实现“强柱弱梁”，已成为结构设计人员关心的大问题。
2 规范的相关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)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：∑∑=bc cM Mη （1）一级框架结构及9度时尚应符合∑∑=buac2.1M M（2）式中各符号意义见规范。
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。
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第 6.2.5，第7.2.22条以及《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第11.3.2条均有相似的规定。
3 影响强柱弱梁的主要因素1）由图1可以看出，梁端负弯矩是影响强柱弱梁的重要因素，梁端负弯矩越大，则对框架柱的要求越高；因此，适当降低梁端负弯矩数值，对强柱弱梁的实现具有积极意义。
2）由图1还可以发现，在强柱弱梁验算中，梁端正弯矩与其相邻跨的梁端负弯矩组成强柱弱梁验算中的梁端力偶，合理取用梁端正弯矩数值，同样对强柱弱梁的实现具有积极的意义。
3）在现浇结构中，现浇楼板对梁的刚度影响可通过梁刚度放大系数予以近似考虑，但就现浇楼板配筋对梁端实际受弯承载力的影响，其研究和设计措施相对滞后。
4）梁端实配钢筋直接影响梁端受弯承载力，合图1 规范中相关规定的图示理控制梁端实配钢筋与计算钢筋的比例关系，对强柱弱梁的实现意义重大。
工程中“强柱弱梁”难以实现的原因及解决措施1）计算软件因素框架梁的刚度考虑楼板对刚度的贡献放大1.5~2倍，使结构分析得到的梁端弯矩相应增大，但所增加的配筋全部配置在梁内，楼板仍按自身受力另外配筋。
而在计算强柱弱梁时，没有考虑楼板钢筋的影响。
使得梁的实际配筋量被低估了。
此外，程序计算过程中如未考虑柱刚域影响、控制梁裂缝而增大配筋都客观上增大了梁端受弯承载力。
2）配筋构造因素例如梁下部钢筋实际上提高了梁端抗弯能力，而计算时往往没有考虑或考虑不足。
实际上梁底配筋往往较大，梁下部钢筋直接伸入支座或整跨拉通，使支座底实际配筋远大于计算需要配筋。
又如节点左右梁上部纵筋按设计弯矩较大的一侧钢筋贯通布置，使得设计弯矩较小的一侧梁端负筋超配较大。
3）填充墙的因素砌体填充墙客观上加强了梁刚度，使梁更难先于柱进入塑性。
4）设计师人为放大支座负筋，而柱配筋没有相应增大，使得强柱弱梁难以实现。
5）关于裂缝计算：框架梁在SATWE计算配筋的裂缝时均按照单筋矩形梁计算的，实际梁基本均有翼缘的，受压区也有配筋，若考虑受拉区楼板参与工作并考虑受压区配筋的贡献，绝大多数梁按强度计算结果裂缝是在0.3mm以内的，按正常使用工况计算的裂缝均很小。
为此不必将所计算的钢筋再人为放大。
新砼规范已修改了梁裂缝宽度计算方法，由裂缝宽度控制梁纵向钢筋情况大为减少。
解决措施1、考虑楼板翼缘内配筋影响，考虑刚域，梁端弯矩调幅2、梁底钢筋不全部伸入支座（参11G101-1图集），部分配筋在计算不需要处截断，可减少梁底富余的配筋，方便施工，提高节点延性。
3、采用轻质填充墙，或填充墙与框架柱柔性连接4、严控梁端钢筋超配，一般情况下不按裂缝计算结果配筋5、提高框架柱柱端弯矩放大系数，降低柱轴压比，提高柱配筋，注意可能引起含钢量大幅上升6、修改结构体系，改成框剪或剪力墙等抗震能力更好的结构体系。
“强柱弱梁”难实现的原因及处理方式工程实际中“强柱弱梁”难以实现的原因1）计算软件因素：框架梁的刚度考虑楼板对刚度的贡献放大1.5~2倍,使结构分析得到的梁端弯矩相应增大,但所增加的配筋全部配置在梁内,楼板仍按自身受力另外配筋.而在计算强柱弱梁时,没有考虑楼板钢筋的影响.使得梁的实际配筋量被低估了.此外,程序计算过程中如未考虑柱刚域影响、控制梁裂缝而增大配筋都客观上增大了梁端受弯承载力.2）配筋构造因素,例如梁下部钢筋实际上提高了梁端抗弯能力,而计算时往往没有考虑或考虑不足.实际上梁底配筋往往较大,梁下部钢筋直接伸入支座或整跨拉通,使支座底实际配筋远大于计算需要配筋.又如节点左右梁上部纵筋按设计弯矩较大的一侧钢筋贯通布置,使得设计弯矩较小的一侧梁端负筋超配较大.3）填充墙的因素,砌体填充墙客观上加强了梁刚度,使梁更难先于柱进入塑性.4）设计师人为放大支座负筋,而柱配筋没有相应增大,使得强柱弱梁难以实现.5）关于裂缝计算：框架梁在SATWE计算配筋的裂缝时均按照单筋矩形梁计算的,实际梁基本均有翼缘的,受压区也有配筋,若考虑受拉区楼板参与工作并考虑受压区配筋的贡献,绝大多数梁按强度计算结果裂缝是在0.3mm以内的,按正常使用工况计算的裂缝均很小.为此不必将所计算的钢筋再人为放大.新砼规范已修改了梁裂缝宽度计算方法,由裂缝宽度控制梁纵向钢筋情况大为减少.处理方式：1、考虑楼板翼缘内配筋影响（不知盈建科有无此功能）,考虑刚域,梁端弯矩调幅2、梁底钢筋不全部伸入支座（参11G101-1图集）,部分配筋在计算不需要处截断,可减少梁底富余的配筋,方便施工,提高节点延性.3、采用轻质填充墙,或填充墙与框架柱柔性连接4、严控梁端钢筋超配,一般情况下不按裂缝计算结果配筋5、提高框架柱柱端弯矩放大系数,降低柱轴压比,提高柱配筋,注意可能引起含钢量大幅上升6、修改结构体系,改成框剪或剪力墙等抗震能力更好的结构体系。
汶川地震引发的关于强柱弱梁的分析汶川地震引发的关于强柱弱梁的分析摘要：框架结构抗震概念设计的要求，结构应具有多道抗震防线，其中⼀个原则是“强柱弱梁”。
但是在汶川地震中，“强梁弱柱”结构⼗分普遍。
本⽂从框架结构的破坏机制着⼿，结合国家规范，分析了各种导致不能实现“强柱弱梁”的因素，同时提出对现有规范的修订。
关键词：强柱弱梁；可靠度；⼤偏压；⼩偏压2008年5⽉12⽇14时28分四川省阿坝州汶川县(北纬31.00，东经103.40)发⽣了⾥⽒8.0级地震，震中位于汶川县映秀镇。
汶川⼤地震发⽣在青藏⾼原的东南边缘、川西龙门⼭的中⼼，位于汶川。
茂汶⼤断裂带上；震源深度约lO--20km，是⼀次以逆冲为主、兼少量右旋⾛滑分量的地震，断层向西北⽅向倾斜。
这次地震是新中国成⽴以来，破坏性最强，涉及范围最⼤的⼀次地震，直接严重受灾地区达10万平⽅公⾥，对四川省汶川县、都江堰市、北川县、青川县、绵⽵市、什邡市、彭州市及平武县等多个地区，以及陕西和⽢肃部分地区村镇的建、构筑物及⽣命线⼯程等造成了不同程度的破坏。
⼀．框架破坏机构和“强柱弱梁”按照钢筋混凝⼟框架柱抗震概念设计的要求，结构应具有多道抗震防线，其中的⼀个原则是“强柱弱梁”。
在强烈地震作⽤下，梁柱节点往往是多层框架破坏的主要部位。
地震中节点的破坏多为柱端混凝⼟被压碎、剥落，钢筋压屈外⿎，破坏⾸先发⽣在柱⼦上。
这对整个框架很不利，因为某层某⼀柱端发⽣破坏，其他柱端也容易发⽣破坏，从⽽使建筑物倒塌（见图⼀）。
反之，如果破坏发⽣在梁端，要待所有的梁或绝⼤部分的梁出现破坏时，整个建筑物才会倒塌。
所以，在设计上有意加强柱⼦的抗震能⼒，在地震作⽤下形成“梁铰型”破坏机制（见图⼆）。
可见，“强柱弱梁”型结构⾄少存在两道抗震防线：⼀是从弹性到部分梁出现塑性铰；⼆是从梁塑性铰发⽣较⼤转动到柱根部破坏。
在这两道防线之间，⼤量地震输⼊能量被结构的弹塑性变形所消耗【1】。
故结构设计时应达到“强柱弱梁”破坏形式的多层防线要求，但是在此次汶川地震中，框架柱的破坏明显重于梁，柱端与节点的破坏较为突出，即所谓的“强梁弱柱”结构很普遍。
