为什么要重视概念设计呢
?因为现在的各种计算理论、计算假定、计算模型、计
算方法还不够完善,都是近似的。程序不是万能的,程序是有使用条件和适用范围的,
程序也会有缺陷(特别是
PKPM
),程序计算出来的结果不一定完全准确,不一定都与事
实相符,程序计算通过了并非就可以高枕无忧了。对程序计算结果,设计师应根据力学
概念和工程经验进行判断,确认合理有效后再实施。不掌握概念设计的精髓,不理解规
范的意图,不知道从宏观上控制结构安全,那么很可能出现设计出来的结构在
6
度时计
算可以通过,烈度一增大到
7
度,结构马上就倒塌了,那是不行的。因为实际地震发生
时,它的烈度是不确定的,很有可能大于设防烈度,如果你只能满足设防烈度的要求,
说明你的设计不是好的设计。真正好的设计,应该是在设防烈度下不坏,大于设防烈度
情况下也能最大程度的减小震害。
为什么要重视延性设计呢
?因为延性设计是概念设计的一部分,是保证结构在超
过设防烈度的地震作用下仍旧有良好的变形能力,通过耗能,减小地震作用的破坏,最
大程度的保护生命财产安全。规范中有很多属于概念设计的延性措施,如强柱弱梁、强
剪弱弯、强节点弱构件。拿强柱弱梁来说,其目的就是让梁先坏来保证柱不坏以防止结
构发生整体垮塌。如果设计者不理解规范的意图,通过盲目加大材料用量来解决安全问
题,以为结构更安全了,实际上起了反作用,使结构变的更不安全了。
延性包括两个层面:构件延性和结构整体延性。构件延性是结构延性的前提,但只满足
构件延性是不够的,满足后者更重要。
延性设计的本质是通过构造措施提高结构整体变形能
力,通过变形耗能,实现大震不倒的目的。延性设计的关键是通过控制构件破坏顺序(次要
构件先坏,弯曲先于剪切破坏)实现控制结构整体破坏形态。因此构件过分强大不一定有益,
延性好才更安全。
强震是不可硬抗的,强震时地震力可能是设计值的几十倍甚至上百倍,在强震下没有安
全储备,一切构件都是可能破坏的,但我们仍然可以通过控制构件破坏的顺序和结构整体破
坏形态达到减少地震伤害的目的,即以柔克刚,这才是延性设计的精髓。
下面以强柱弱梁为例,说明现在设计中普遍容易犯的错误。
"
强柱弱梁
"
的实现一定要保证柱的实际抗弯能力大于梁的实际抗弯能力,实际抗
弯能力应用实际配筋计算。这里特别强调
“
实际
”
两字,因为现实设计中设计人员往往喜欢
放大梁端配筋,实配钢筋远远大于计算配筋,设计师认为这样更安全,实际情况恰恰相
反。由于梁配筋增加幅度远大于柱配筋增大幅度,使得梁的实际抗弯能力大大高于柱的
抗弯能力,这样在中震情况下,首先是柱而不是梁出现塑性铰,造成结构垮塌。在汶川
地震震害调查时,因
“
强梁弱柱
”
而引起结构破坏的情况比比皆是,这充分说明目前设计人
员对于规范的理解不够透彻,对延性设计的概念不够清晰,迷信程序,盲目放大配筋,
造成了严重的后果。这都是血的教训!
也许有人会说,梁端配筋放大是为了满足梁抗裂要求造成的,这又是一种
不求甚
解、不负责任、偷懒和片面
的观点。我们知道,
SATWE
计算配筋和裂缝时都是按单筋矩
形梁计算的,而工程中实际的梁基本上都是有翼缘的,受压区也是有配筋的。如果计算
裂缝时考虑受拉区楼板参与工作并考虑受压区配筋的贡献,那么绝大多数情况下梁按强
度计算结果所配钢筋是满足
0.3mm
的抗裂要求的。还有一个事实大家容易忽略,那就是
梁的配筋是按弯矩包络图中的最大值计算的,在计算梁的裂缝时应选用正常使用情况下
的竖向荷载计算,不能用极限工况下的弯矩计算裂缝,而按正常使用工况计算的梁裂缝
都是很小的。真的发生地震了,梁端出现裂缝对
“
强柱弱梁
”
是有利的,根本没有必要控制
裂缝。况且
satwe
的计算结果本身有很大富裕量。所以,梁配筋只要满足计算结果就行了,
不好选筋时,配筋适当降低一点也是可以的,但千万不要随意放大,放大幅度最大不要
超过
10%
,否则强柱弱梁就无法实现了。
有人会说,裂缝计算通不过,审图公司不同意怎么办?培训老师的建议是,送审
时根本就不要送裂缝计算书,实在要送时,就挑选几个重点断面提供手算计算书,手算
时可以考虑楼板和受压区钢筋的贡献,这样配筋和裂缝都可以满足规范要求,审图公司
就不会有意见了。
补充一条:重要构件和预应力构件建议手工复核一下裂缝。本文不是反对计算裂
缝,而是主张不要用
pkpm
计算裂缝。如果设计师不放心,一定要放大支座负筋,建议柱
的钢筋同步放大,否则强柱弱梁很难实现,就会顾此失彼,得不偿失。
全部回复(8 )
只看楼主 我来说两句-
cardina
沙发
谢谢楼主分享
2014-03-24 21:46:24
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梦幻无极
板凳
potyuan 发表于 2014-3-23 16:16 说的很好,概念设计很重要,概念清晰了,工作才好开展,也就等同于工欲利其是必选利器,思想是行动的指南针 …恩恩,我们一定要把握概念设计。
2014-03-24 08:46:24
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