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建筑结构中强柱弱梁设计的分析与讨论

  中图分类号:TU201 文献标识码:A
  1 影响强柱弱梁设计的因素
  1.1 柱轴压比
  现如今,很多建筑结构都是混凝土框架形式,设计的时候一定要充分的考虑到强柱弱梁的原则,这样也就使得建筑结构自身的抗震能力也有了更为强大的保证。但是在设计的过程中,如果建筑结构的柱轴压比没有得到严格的控制,就会使得建筑结构的抗震性能受到一定的影响,如果受到了地震作用力影响的时候,就可能会使得结构的抗震性能大大的降低。所以在设计的过程中一定要注意轴压比的控制,确保其在正常的范围之内。
  1.2 梁计算中楼板对计算数值的影响
  针对于一般类型的建筑结构设计而言,在计算荷载的时候,楼板是不需要考虑的,设计人员通常要对结构梁的荷载进行计算,而楼板的荷载是完全不需要计算的。但是,如果需要计算的结构水平荷载需要考量的时候,就一定要对楼板的荷载加以计算。对楼板在梁和结构刚度调整方面的加强作用进行适当的调整,在计算的时候,设计人员会得到楼板承受荷载的具体情况,之后才能对梁配筋进行计算,很多的设计人员对梁配筋计算的过程中都会将重点放在矩形截面上,这种计算的方式会和实际产生较大的误差,因为前期计算的时候,其所获取的数值是T形截面的数值,而之后算成了矩形截面,这会对设计的科学性和合理性产生非常大的影响。
  1.3 填充墙对结构刚度的影响
  很多建筑工程在维护结构设计的过程中都是设置了砌体墙,但是在受到地震作用的情况下,砌体墙和梁结构会同时发生位移,而在梁结构当中的作用会更加的明显。柱体结构通常要承受额外的剪力,这样也就违反了抗震设计规范当中强柱弱梁的设计原则,对墙体结构数量较多的框架结构,填充墙在建筑当中通常处于一种不均匀分布的状态,这样一来就会使得框架结构的刚度和中心和计算模型当中的刚度中心出现比较大的差异,在计算工作中也无法准确的了解到其对于框架结构稳定性的影响。
  1.4 裂缝计算加大了梁端的抗弯能力
  如果裂缝计算环节不具备非常强的合理性,其会导致梁端配筋的面积会有所增加,这样也会使得梁端的弯矩也有所增加,这样一来也会使得计算当中所得到的裂缝要比实际的裂缝宽度更大,这样也会使得结构的设计受到一定的不利影响。
  1.5 梁柱刚度比过大阻碍了强柱弱梁机制的顺利实施
  如果梁柱的刚度比超过了固定的范围,就会使得水平侧向力的作用增加,从而使得框架柱的弯矩也在不断的提高,这种情况下,框架柱就会在框架梁的位置出现了一定的抗弯承载力的时候会出现结构铰的问题。如果在层间剪力变形的情况非常严重,即使在框架柱端的纵筋没有出现严重屈服现象的时候,其也会使得混凝土结构产生一定的破坏现象,这样也会使得柱端的抗弯能力大大减弱。
  2 建筑结构中强柱弱梁的设计要点
  2.1 重视现浇楼板的功能作用
  在开展计算工作的时候,一定要对现浇楼板平面之外的刚度进行全面的考量,借助壳元素的细粉来更好的保证计算的质量。在现浇楼板结构当中,钢筋结构可以十分有效的改善梁端的负弯矩承载力,梁端的屈服度也会对钢筋的受力产生非常大的影响,在梁端还没有产生屈服作用的时候,现浇楼板之内的钢筋是不会参与到整个结构受力当中的。如果梁端屈服度明显提高的时候,现浇楼板中的钢筋结构就会参与到整个结构的受力当中。但是这些钢筋的参与水平会随着钢筋与梁肋之间距离的提升而不断的降低。如果要想保证强柱弱梁原则的贯彻落实,就一定要对现浇板内的钢筋对框架两端的正截面抗震受弯承载力予以充分的了解,同时还要在这一过程中保证板宽与和梁平行的钢筋都能比标准的长度要更长一些,之后再将其切断。
  2.2 确保抗力与效应计算截面间的统一性
  计算承载能力极限状态过程中,抗震结构设计应通过以结构塑性内力重分布为中心的分析法,并且还要充分考虑柱边缘截面位置处的梁内力设计值,以保证构件承载力能够和荷载效应计算截面间相统一。与此同时,实际验算构件的裂缝宽度时,同样通过以结构塑性内力重分布为中心的分析法,考虑柱边缘截面位置处的梁内力设计值,使抗力和效应计算截面间保持统一性,这样就能够防止在验算裂缝宽度时而对强柱弱梁带来影响的问题发生。
  2.3 优化配置梁底筋
  如果柱配筋处于一种相对比较稳定的状态时,抗震结构设计中一定要科学的对配筋方式进行适当的调整,这样才能更好的减少梁受弯的承载力,这样就使得柱体的受弯承载力大大的提升。换句话来说就是如果柱的两端框架梁截面的高度是完全相同的,我们可以对梁下部的钢筋进行适当的改进和调整,使得一定数量的梁下部钢筋在柱支座内部通长设置,在支座之外还要采取科学的方式完成搭接工作,这种方式很好的控制了梁柱节点位置钢筋密度过大的状况,使得施工更加方便,保证了强柱弱梁原则的贯彻落实。
  2.4 控制好梁筋的超配
  对梁端实配钢筋加强控制,关于梁端负弯矩钢筋不得进行超配(实配钢筋应控制在计算钢筋面积范围内,通常而言,可取实配钢筋面积为0.95~1.0倍的计算钢筋面积);要将梁端正弯矩钢筋的超配比例控制在合理范围内。
  结论
  在建筑结构设计的过程中,强柱弱梁原则是非常基础性的一个原则。框架结构当中都是采取了钢筋混凝土的结构形式,如果这种原则能够得到充分的落实,就可以更好的保证建筑物本身的抗震能力,这样也就使得建筑物的稳固性得到显著的提升,但是,因为很多因素都会对最终的效果产生较大的影响,所以必须要对这些因素加以控制,保证设计的效果。

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