“強(qiáng)梁弱柱”與應(yīng)力分流

1、打印 | 推薦 | 訂閱 | 收藏 “強(qiáng)梁弱柱”與應(yīng)力分流 窗體頂端bjdtm2001 積分 1794帖子 931#12011-8-9 13:51 最近去聽(tīng)新規(guī)范講座，專家在講到“強(qiáng)柱弱梁”這塊內(nèi)容時(shí)都感慨頗深，提到2008年汶川地震的震害。我也覺(jué)得有繼續(xù)思考的必要，把這個(gè)沉了多年的問(wèn)題再搬出來(lái)和大家探討探討。主要是聯(lián)系了一些生活經(jīng)驗(yàn)，想到了一些新觀點(diǎn)，大家看看給拍拍磚?！皬?qiáng)梁弱柱”，一方面是我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)考慮樓板鋼筋或者按T形截面計(jì)算卻按矩形截面設(shè)計(jì)把梁的配筋和極限承載力搞大了。這里不具體展開(kāi)了。這里主要想探討的是一個(gè)二維樓蓋結(jié)構(gòu)動(dòng)力的影響因素。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，如果在梁上蓋了一塊板，然后去晃它

2、，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)體系的剛度是很大的，其受力特點(diǎn)是很微妙的。再類比我們的結(jié)構(gòu)，柱傳給梁內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)力流被樓板吸收傳遞分解掉。個(gè)人認(rèn)為，應(yīng)力流被樓板吸收分流是導(dǎo)致“強(qiáng)梁弱柱”破壞機(jī)制的主要原因。其它因素的原因肯定多多少少都有影響，但不是最主要的?？焖賱?dòng)力荷載作用下，一維桿件（梁、柱）的受力問(wèn)題我們研究的比較成熟，然而二維構(gòu)件（樓板、墻）的受力問(wèn)題可能還存在一些我們未認(rèn)識(shí)充分的地方。為了說(shuō)明上述應(yīng)力流分散的原理，我舉一個(gè)可能不太貼切的生活例子：打網(wǎng)球時(shí)候，網(wǎng)球的速度是非?？斓?，然而只要它觸碰到球場(chǎng)中央的球網(wǎng)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？球速在很短時(shí)間內(nèi)降低到零。而此時(shí)的球網(wǎng)只是發(fā)生了一些晃動(dòng)，不久就靜止下來(lái)。那么

3、，網(wǎng)球的動(dòng)能跑到哪里去了呢？顯然是被球網(wǎng)吸收掉了，但為何球網(wǎng)很快也靜止下來(lái)了呢？原因就在于網(wǎng)球沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)在球網(wǎng)平面內(nèi)以二維波的形式擴(kuò)散掉了，球網(wǎng)材料的阻尼比較大，因此波動(dòng)產(chǎn)生的能量很快就被耗散掉了。用這個(gè)例子來(lái)類比柱子和樓蓋的關(guān)系，在地震快速加載下，柱子傳遞來(lái)的內(nèi)力對(duì)于二維樓蓋結(jié)構(gòu)而言就類似于“網(wǎng)球”的沖擊力，而樓板就類似于“球網(wǎng)”。大家可以體會(huì)一下會(huì)發(fā)生什么情況。當(dāng)然，土木材料的剛度是很大的，網(wǎng)球這個(gè)例子來(lái)類比可能不是很準(zhǔn)確，但這說(shuō)明了一個(gè)有趣的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。我也不知道該怎么稱呼這種現(xiàn)象，就簡(jiǎn)稱應(yīng)力流分散吧。如果這種現(xiàn)象確實(shí)存在而且是導(dǎo)致“強(qiáng)梁弱柱”的主要原因，那么將導(dǎo)出一個(gè)令人難以接受的

4、推論：樓板越薄、梁剛度越小，“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象越顯著。這是因?yàn)槿嵝詷巧w結(jié)構(gòu)的振動(dòng)耗能顯然比剛性樓蓋大得多，再類比網(wǎng)球的那個(gè)例子，球網(wǎng)越柔，不是越有利于降低球速嗎？剛性的球網(wǎng)，網(wǎng)球碰到后就反彈回來(lái)了。說(shuō)到底，還是一個(gè)動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題，二維構(gòu)件的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題還有很多值得深究的地方。我總感覺(jué)，動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和靜力學(xué)問(wèn)題有很多不同的地方，動(dòng)力學(xué)可以統(tǒng)一靜力學(xué)，但靜力學(xué)的結(jié)論不一定能普遍適用于動(dòng)力學(xué)。歡迎有興趣的朋友看看，特別是這個(gè)生活中的動(dòng)力學(xué)物理現(xiàn)象，能否聯(lián)系到我們實(shí)際土木結(jié)構(gòu)中?bjdtm2001 修改于2011-08-09 13:57ywluck 積分 382帖子 166#22011-8-9 15:42 可

5、以知道，樓主是一個(gè)善于思考的人，但是對(duì)于這個(gè)結(jié)論“.樓板越薄、梁剛度越小，“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象越顯著。.”本人持有不同意見(jiàn)。這可能與你的比喻有所不恰當(dāng)所致。觀點(diǎn)如下：1、地震作用水平側(cè)向的，基本是與樓板方向是平行的，當(dāng)然這里不考慮豎向地震作用；而網(wǎng)球?qū)η蚺牡淖饔檬谴怪鼻蚺钠矫娴?，二者進(jìn)行類比顯然是不正確的，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。2、樓板薄的話，或者說(shuō)剛度小的話，結(jié)構(gòu)的變形能力會(huì)大（適筋構(gòu)件，延性破壞情況），但是如果太薄的話，結(jié)構(gòu)的變形就太大了，往往就不可接受了。早上上個(gè)世紀(jì)初，日本的一些研究學(xué)者就有過(guò)“柔度法”和“剛度法”的爭(zhēng)論。個(gè)人感覺(jué)把握好其中的一個(gè)“度”才是最佳的做法，其實(shí)規(guī)范的做法就是一個(gè)“度

6、”的很好體現(xiàn)，既有強(qiáng)度的計(jì)算，又有延性的保證。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#32011-8-10 10:30 感謝YWLuck的熱心探討，你說(shuō)的兩點(diǎn)都很有道理?？赡苁俏覜](méi)表達(dá)清楚的緣故，這里補(bǔ)充說(shuō)明一些：強(qiáng)梁弱柱震害的一個(gè)非常關(guān)鍵現(xiàn)象在于柱端壓潰而梁端沒(méi)有裂縫。梁端為何沒(méi)有裂縫？需要一個(gè)合理的解釋。節(jié)點(diǎn)彎矩平衡，柱端有多大彎矩，梁端就要有多大。這是最基本的力學(xué)原理。梁端沒(méi)有裂縫，說(shuō)明梁端的開(kāi)裂彎矩要遠(yuǎn)大于柱端的極限彎矩。梁一直處于彈性狀態(tài)。這個(gè)現(xiàn)象非常重要，可以說(shuō)是問(wèn)題的關(guān)鍵所在！原因只能在于整澆樓蓋的作用。那究竟是什么作用未被我們認(rèn)識(shí)。靜力上，整澆樓板對(duì)框架梁巨大的卸荷和增

7、強(qiáng)作用是明顯的（傅學(xué)怡老師很早以前發(fā)表過(guò)的論文），一方面柱端傳遞來(lái)的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力流有相當(dāng)部分被樓板吸收分流，梁實(shí)際分配到的彎矩只有60%左右。另一方面，梁的承載力得到了樓板的極大增強(qiáng)?？紤]樓蓋空間體系的作用，增強(qiáng)作用將更加明顯！強(qiáng)梁弱柱現(xiàn)象在全世界范圍都發(fā)生過(guò)，包括美國(guó)等抗震發(fā)達(dá)國(guó)家。整澆樓蓋的效應(yīng)還有更多我們未認(rèn)識(shí)到的地方。其中就包括動(dòng)力方面的振動(dòng)現(xiàn)象。樓板二維平面振動(dòng)波的傳遞可能導(dǎo)致卸荷效應(yīng)更加顯著。當(dāng)然，這需要試驗(yàn)來(lái)分析。上面帖子的例子可能不貼切，但主要為了說(shuō)明存在這樣一種動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。歡迎繼續(xù)探討，不對(duì)之處歡迎批評(píng)指正。結(jié)構(gòu)工程已全面進(jìn)入軟件時(shí)代，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該從繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解脫出

8、來(lái)，更加注重結(jié)構(gòu)概念和體系，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)整體思維。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#42011-8-17 14:35 有時(shí)總感覺(jué)自己對(duì)“強(qiáng)梁弱柱”問(wèn)題講得太羅嗦了，寫了一堆東西，不如用一兩句話來(lái)總結(jié)自己對(duì)這個(gè)問(wèn)題的理解吧：一句話結(jié)論：整澆樓蓋要實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”、梁鉸機(jī)制十分困難。事物都是兩面性的，預(yù)制樓板的整體性差，其抗震性能大家都有目共睹了?，F(xiàn)在，現(xiàn)澆板的整體性好了，但又導(dǎo)致了一個(gè)麻煩的問(wèn)題強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念難以得以實(shí)現(xiàn)。如果硬要在整澆樓蓋體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的話，我估計(jì)代價(jià)會(huì)很大（例如，把柱彎矩放大系數(shù)要提高到驚人水平，加大柱子截面和配筋等等，這些還一定能夠保證塑性鉸優(yōu)先出現(xiàn)在梁端

9、，特別是在地震這樣的復(fù)雜動(dòng)力作用下）。如果整澆樓蓋強(qiáng)柱弱梁難以實(shí)現(xiàn)，那這下問(wèn)題就鬧大了：我們做抗震彈塑性分析都是假定梁端先出現(xiàn)塑性鉸，然后在建立在這個(gè)假定的基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列分析。如果整澆樓蓋偏偏“阻撓”了我們的這個(gè)基本假定的合理性，使得我們的這個(gè)基本假定在實(shí)際情況下不能或者說(shuō)很難實(shí)現(xiàn)，那真得要糟糕了，我們花了大量心血得來(lái)的理論體系，偏偏在這個(gè)基本假定上出了問(wèn)題，那后果會(huì)怎么樣？我不敢想象了。這個(gè)問(wèn)題還有待研究，希望能早日看到這方面的新研究成果。斗膽妄言，希望大家批評(píng)指正。代號(hào)農(nóng)民工 積分 10帖子 16#52011-9-23 23:11 是不是強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固沒(méi)做好？或者可以以柔克剛，在柱端加個(gè)阻

10、尼器的lugy234 積分 20帖子 19#62011-9-24 07:33 感覺(jué)要是真實(shí)現(xiàn)計(jì)算簡(jiǎn)化機(jī)制對(duì)于整澆樓蓋的梁鉸機(jī)制十分困難，因此對(duì)于大震下樓的動(dòng)力學(xué)行為機(jī)制仍需要深入的探討研究bjdtm2001 積分 1794帖子 931#72011-9-24 19:38 lugy234 wrote: 感覺(jué)要是真實(shí)現(xiàn)計(jì)算簡(jiǎn)化機(jī)制對(duì)于整澆樓蓋的梁鉸機(jī)制十分困難，因此對(duì)于大震下樓的動(dòng)力學(xué)行為機(jī)制仍需要深入的探討研究 最近粗略查閱了些2008年汶川地震以來(lái)關(guān)于“強(qiáng)梁弱柱”方面的論文。觀點(diǎn)非常多，不少專家學(xué)者也進(jìn)行了深入的研究，包括數(shù)值方面的、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的，不少論文提出了產(chǎn)生強(qiáng)梁弱柱的新觀點(diǎn)。傳統(tǒng)的統(tǒng)一的

11、認(rèn)識(shí)還是是整澆樓板對(duì)梁承載力和剛度的增強(qiáng)作用。但究竟能增強(qiáng)多少，我還沒(méi)用見(jiàn)到非常詳細(xì)深入的研究文獻(xiàn)。上世紀(jì)90年代時(shí)候有學(xué)者研究過(guò)這個(gè)問(wèn)題，結(jié)論是板內(nèi)分布鋼筋對(duì)梁承載力提高在30%左右，看來(lái)確實(shí)是非常大的。還有關(guān)于梁柱線剛度比對(duì)屈服機(jī)制的研究；雙向地震對(duì)梁柱屈服機(jī)制的研究；考慮板內(nèi)分布鋼筋參與梁端承載力設(shè)計(jì)方法的研究等等。應(yīng)該說(shuō)，研究資料是十分豐富的?？上У氖?，還未見(jiàn)到關(guān)于整澆樓蓋空間工作性能試驗(yàn)方面的研究，特別是振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究文獻(xiàn)。個(gè)人認(rèn)為是一個(gè)遺憾?，F(xiàn)在關(guān)鍵問(wèn)題已經(jīng)明確是整澆樓板的作用，因此研究的重點(diǎn)就應(yīng)該是樓蓋體系的空間工作性能。我覺(jué)得應(yīng)該有必要知道以下幾個(gè)問(wèn)題的答案：（1）構(gòu)件上看，

12、在靜力層次，整澆樓板及分布鋼筋究竟對(duì)梁的承載力和剛度有多大影響？需要一個(gè)定量的結(jié)論。（2）整澆樓板作為梁翼緣的寬度，個(gè)人認(rèn)為有必要修正。原先規(guī)范給出的有效寬度有待進(jìn)一步驗(yàn)證。特別是考該樓蓋空間工作性能后，這個(gè)有效寬度是否還成立。（3）結(jié)構(gòu)層次上，特別是在動(dòng)力荷載作用下，樓板、框架梁、框架柱的內(nèi)力/應(yīng)力分布究竟是怎樣的？在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)，梁、板內(nèi)的鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)究竟如何？進(jìn)入屈服了沒(méi)有？從汶川震害節(jié)點(diǎn)圖片上看，柱主筋顯然已經(jīng)屈服，梁沒(méi)有裂縫說(shuō)明砼尚未達(dá)到抗拉強(qiáng)度，梁鋼筋的應(yīng)力水平必然也很低。這里面究竟是何原因?qū)е?？個(gè)人認(rèn)為“強(qiáng)梁弱柱”問(wèn)題，最為有效的方法還是空間足尺模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。國(guó)

13、內(nèi)可能還比較困難，日本的E-defence可以做足尺模型。按規(guī)范設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)上去，輸入汶川地震波，測(cè)量鋼筋應(yīng)力分布、砼應(yīng)力分布；裂縫、變形全過(guò)程發(fā)展，最終加載到極限破壞狀態(tài)。很多問(wèn)題的答案就出來(lái)了。我估計(jì)日本人肯定是做過(guò)的足尺模型的，把他們的論文調(diào)過(guò)來(lái)看一下，說(shuō)不定也能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，省得我們瞎繞彎路。但值得注意一個(gè)有趣的現(xiàn)象，在日本的設(shè)計(jì)規(guī)范里面，有“強(qiáng)剪弱彎”的剪力放大系數(shù)，卻沒(méi)有“強(qiáng)柱弱梁”的柱端彎矩放大系數(shù)，日本設(shè)計(jì)規(guī)范直接采用不經(jīng)放大的柱端彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行柱配筋設(shè)計(jì)。有興趣的朋友可以查查看。以上個(gè)人愚見(jiàn)，歡迎大家探討，提意見(jiàn)：）bjdtm2001 積分 1794帖子 931#82011-9

14、-26 11:58 看到前面一個(gè)帖子關(guān)于日本E-defense振動(dòng)臺(tái)的內(nèi)容，聯(lián)想到以前曾經(jīng)聽(tīng)一位日本專家ppt報(bào)告，里面就看到了一個(gè)五層框架結(jié)構(gòu)的足尺模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)錄像。這個(gè)試驗(yàn)著實(shí)令我感到震撼。據(jù)目測(cè)，振動(dòng)臺(tái)面尺寸至少在15m*20m，所以足夠以放下一個(gè)足尺建筑。振動(dòng)臺(tái)輸入地震波按95年阪神大地震水準(zhǔn)，并且雙向輸入。從錄像中可以清晰地看到，破壞集中在底層柱，特別是由于腰墻和頂壁對(duì)框架柱的側(cè)移約束，使得框架柱發(fā)生了明顯的“短柱”X型剪切破壞。從錄像記錄的過(guò)程中可以看到：第一次左震和右震時(shí)，在混凝土柱的中部分別出現(xiàn)兩道斜向裂縫，第二次、第三次左、右振動(dòng)時(shí)，保護(hù)層混凝土已大量剝落?？梢韵胂?，當(dāng)?shù)卣?/p>

15、強(qiáng)度繼續(xù)增加時(shí)，鋼筋將失去約束而被壓曲。這或許就是08年汶川地震中“燈籠狀”柱破壞的形成過(guò)程吧。不過(guò)，從錄像上看，梁在整個(gè)過(guò)程中確實(shí)沒(méi)有明顯的裂縫，破壞基本都集中在柱子上了。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#92011-9-27 12:06 感謝redstone256 提供的日本E-defense振動(dòng)臺(tái)資料：http:/www.bosai.go.jp/hyogo/research/movie/movie.html看了以后長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)不少，得承認(rèn)日本足尺模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)確實(shí)做得比較先進(jìn)了。這里將日本2006年做過(guò)第一個(gè)6層框剪結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)全過(guò)程錄像截圖上來(lái)，供大家參考。6層框-剪

16、結(jié)構(gòu)，總高16.0m；平面尺寸：12m*16m；結(jié)構(gòu)總重990tonf；按日本1970年代規(guī)范設(shè)計(jì)。輸入地震波主震采用100%Kobe波（三向輸入），余震采用60%Kobe波。破壞主要集中在底層柱，其中柱由于底部腰墻的作用形成形成短柱效應(yīng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的剪切破壞。但值得注意的是，整個(gè)過(guò)程中梁沒(méi)有發(fā)生明顯的破壞，僅是在沿節(jié)點(diǎn)端部出現(xiàn)了一定的豎向裂縫，盡管柱子的斷面已經(jīng)做得很大了。這個(gè)現(xiàn)象值得深思。鐵成鋼 積分 210帖子 121#102011-9-28 16:56 非常高興看到實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖片。對(duì)于樓主提出的問(wèn)題，很值得研究和思考。從實(shí)驗(yàn)圖片看，柱子的破壞主要是剪切所致。當(dāng)然，不為純剪切。很值得研究的

17、是受彎曲、剪切和壓力作用的柱其強(qiáng)度公式是什么？規(guī)范中，僅將該問(wèn)題分開(kāi)來(lái)分析，主要討論剪切強(qiáng)度公式，這似乎不合適。但確實(shí)找不到任何其他的公式可用。在柱子的端部，承受彎曲、剪力和壓力三者相互作用，為什么僅考慮剪切？給出的考慮壓力的強(qiáng)度公式確實(shí)也是很費(fèi)解。不符合材料力學(xué)中強(qiáng)度理論。另外，樓主提出的解釋-需要兩維（甚至三維）分析也很重要，的確如此，正在按樓主的思想解決樓板對(duì)梁承載影響問(wèn)題。不能在糊里糊涂地用乘2或1。5倍剛度解決該問(wèn)題了。鐵成鋼 積分 210帖子 121#112011-10-2 09:34 經(jīng)過(guò)幾天的思考，對(duì)于樓主問(wèn)題似乎有些答案，等成熟后發(fā)表。不過(guò)看過(guò)方鄂華的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概

18、念設(shè)計(jì)一書，發(fā)現(xiàn)實(shí)際震害中構(gòu)件破壞很少提到梁的破壞，多為柱的破壞和剪力墻破壞。這是否說(shuō)明，實(shí)際不用擔(dān)心發(fā)生“強(qiáng)彎弱剪”這類問(wèn)題了？因?yàn)閷?shí)際震害當(dāng)中由于樓板的強(qiáng)化作用，根本不發(fā)生梁的破壞。擔(dān)心發(fā)生“強(qiáng)彎弱剪”是否多余？相反，應(yīng)多多加強(qiáng)關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的問(wèn)題。不知樓主有何見(jiàn)解？bjdtm2001 積分 1794帖子 931#122011-10-2 22:02 剛村一朗 wrote: 經(jīng)過(guò)幾天的思考，對(duì)于樓主問(wèn)題似乎有些答案，等成熟后發(fā)表。不過(guò)看過(guò)方鄂華的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)一書，發(fā)現(xiàn)實(shí)際震害中構(gòu)件破壞很少提到梁的破壞，多為柱的破壞和剪力墻破壞。這是否說(shuō)明，實(shí)際不用擔(dān)心發(fā)生“ .

19、我還不太理解你的意思。"強(qiáng)剪弱彎"是控制構(gòu)件的破壞形態(tài)，剪切破壞不能先于彎曲破壞產(chǎn)生，因?yàn)榧羟衅茐氖谴嘈缘模鴱澢茐囊话闶茄有缘?，所以在延性概念設(shè)計(jì)范疇內(nèi)，對(duì)于所有構(gòu)件（柱、墻、梁、板）都要力求做到"強(qiáng)剪弱彎"。這與“強(qiáng)柱弱梁”沒(méi)有直接的關(guān)系?！皬?qiáng)柱弱梁”是為了控制結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制，使梁端優(yōu)先出現(xiàn)塑性鉸耗散地震能量，而如果柱端率先出現(xiàn)塑性鉸則結(jié)構(gòu)則成為機(jī)構(gòu)，很容易發(fā)生倒塌破壞?！皬?qiáng)柱弱梁”是延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的一個(gè)很重要的要求，如果在實(shí)際震害中不能實(shí)現(xiàn)或者很難實(shí)現(xiàn)，則整個(gè)理論的很多結(jié)論都會(huì)受到挑戰(zhàn)。無(wú)論從汶川地震震害，還是日本的這個(gè)空間足尺建筑的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

20、來(lái)看，給我的印象是整澆樓蓋的“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)理念很難得以實(shí)現(xiàn)。至于為何會(huì)產(chǎn)生這樣的震害現(xiàn)象，原因肯定是多方面的。但我總感覺(jué)從力學(xué)上看，梁板體系的空間作用似乎是最主要的。一張紙很柔，但你要把紙折幾道折，那么剛度就明顯增加上去了。實(shí)際結(jié)構(gòu)，壓型鋼板不就是利用這個(gè)原理嗎？從日本振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的全過(guò)程來(lái)看，梁板體系（樓蓋）的剛度是相當(dāng)大的，幾乎相當(dāng)于剛體運(yùn)動(dòng)，相比之下作為豎向構(gòu)件的柱總是偏不利偏弱的。要想梁出現(xiàn)塑性鉸，板就必須要先進(jìn)入塑性，但板這種構(gòu)件在地震作用下的受力卻又是非常微妙的。在所有震害中很少看到板破壞的情況。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，板基本上是不考慮抗震的，但板在實(shí)際震害中又偏偏沒(méi)出現(xiàn)問(wèn)題，這不是說(shuō)我們?cè)O(shè)

21、計(jì)的板就足夠安全，而更應(yīng)該說(shuō)明板這種二維構(gòu)件在地震作用下的受力機(jī)理存在很微妙的地方。梁板整澆，板難以出現(xiàn)塑性，梁就更難。梁板體系在地震下的受力機(jī)理有待挖掘。我現(xiàn)在難以理解的是，從力學(xué)上講，節(jié)點(diǎn)彎矩平衡，柱端彎矩有多大，梁端就要有多大，但梁又偏偏沒(méi)有明顯裂縫出現(xiàn)，砼開(kāi)裂姑且都這么困難，更何況使梁的主筋進(jìn)入屈服而形成塑性鉸了。從日本的試驗(yàn)上看，強(qiáng)震下砼幾乎都是很快地“崩”出來(lái)的，特別是保護(hù)層的砼在強(qiáng)震下很快地就壓碎崩裂了，主筋范圍內(nèi)的砼經(jīng)過(guò)若干此往復(fù)振動(dòng)也壓碎崩裂出來(lái)了。我總感覺(jué)砼材料在地震的快速加載條件下的力學(xué)性能和靜力加載很不相同！似乎存在一種類似巖土材料的“剪脹”效應(yīng)，具體我也說(shuō)不清楚，但從

22、概念上想，砼材料的變形能力太有限，骨料和水泥膠體吸收不了太多的能量就會(huì)發(fā)生脆性斷裂，從而導(dǎo)致砼成塊崩落，特別是在快速動(dòng)力加載機(jī)制下，這種現(xiàn)象更加明顯。砼材料這個(gè)現(xiàn)象很重要，但卻很難研究。鋼結(jié)構(gòu)則不同，鋼材材質(zhì)的均一性和延性可以提供較大的變形耗能能力，所以鋼結(jié)構(gòu)的延性耗能比砼結(jié)構(gòu)更好些。個(gè)人認(rèn)為，如果“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象不能很好地解決，則鋼筋砼結(jié)構(gòu)的“延性框架“設(shè)計(jì)理論將受到很大挑戰(zhàn)。以上不對(duì)之處，歡迎大家指正。bjdtm2001 修改于2011-10-02 22:05鐵成鋼 積分 210帖子 121#132011-10-3 09:05 贊成樓主的意見(jiàn)。我已基本搞清楚樓板在地震中的重要作用。我所講的

23、是，理論上的兩條抗震原則：強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁。根據(jù)實(shí)際地震災(zāi)害結(jié)果，其中第一條似乎用處不大，很少發(fā)生違背該原則的事故發(fā)生。而實(shí)際震害又表明，無(wú)法避免。因此，對(duì)于這兩條原則，盡管規(guī)范規(guī)定了許多條文，但實(shí)際震害卻表明，一切規(guī)定均是“浮云”，一點(diǎn)作用也沒(méi)有。該發(fā)生的照樣發(fā)生，不該發(fā)生的永遠(yuǎn)也不發(fā)生，那么規(guī)范中的條文規(guī)定還有什么用？在方鄂華的書中，列出了幾種重要震害，包括：場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)剛度不均勻、頂部鞭梢效應(yīng)、結(jié)構(gòu)碰撞、結(jié)構(gòu)冗余度、柱端、剪力墻等。可見(jiàn)涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的只有：柱和剪力墻，其它為結(jié)構(gòu)破壞。盡管該總結(jié)未必全面，但很有代表性。由此可見(jiàn)，作為結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件之一的梁，未被列入震害之中，這在

24、一定程度上說(shuō)明，實(shí)際震害中梁的破壞性較少。因此，對(duì)于“強(qiáng)剪弱彎”原則是否可以不再作為一項(xiàng)抗震原則，我持支持態(tài)度。至于柱的破壞，與你意見(jiàn)一致，我也懷疑是柱端混凝土的力學(xué)性質(zhì)不行所致。這一點(diǎn)還可以看看最近清華大學(xué)所做的柱的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，（注：該實(shí)驗(yàn)正在本站臺(tái)搞競(jìng)賽活動(dòng)，有實(shí)驗(yàn)視頻）。混凝土在往復(fù)載荷作用下，很可能很脆弱，遠(yuǎn)不如其單向加載強(qiáng)。這也許是柱端部破壞的原因。至于與其相連的梁不破壞的原因是由于樓板的強(qiáng)化作用，使得梁受到的載荷（與柱相比）很小所致。為此，我還曾在清華征集關(guān)于框架實(shí)驗(yàn)的的競(jìng)賽的帖子中，指出其實(shí)驗(yàn)的價(jià)值不大，因?yàn)槠鋵?shí)驗(yàn)中沒(méi)有樓板，這與實(shí)際情況相差較大。因?yàn)闃前鍖?duì)于梁的承載影響較大，而

25、實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有樓板，那么實(shí)驗(yàn)就不能模擬實(shí)際工程，因此，實(shí)驗(yàn)的價(jià)值就大大折扣。不僅我認(rèn)識(shí)到該問(wèn)題，其他人也有指疑其實(shí)驗(yàn)的價(jià)值。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#142011-10-3 19:14 剛村一朗 wrote: 贊成樓主的意見(jiàn)。我已基本搞清楚樓板在地震中的重要作用。我所講的是，理論上的兩條抗震原則：強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁。根據(jù)實(shí)際地震災(zāi)害結(jié)果，其中第一條似乎用處不大，很少發(fā)生違背該原則的事故發(fā)生。而實(shí)際震害又表明，無(wú)法避 . 謝謝您的探討，很多觀點(diǎn)我都贊同。樓板的在“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象中的重要作用是毋庸置疑的。但如何去研究它，需要深入考慮。個(gè)人認(rèn)為，首先試驗(yàn)方法是最重要的方法，數(shù)值方法

26、宜作為補(bǔ)充參考。其次，一定要是空間結(jié)構(gòu)模型，單獨(dú)取一榀框架來(lái)研究強(qiáng)柱弱梁是沒(méi)有太大價(jià)值的。再次，試驗(yàn)方法上，幾種手段，單向加載？低周往復(fù)加載？擬動(dòng)力加載？振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)？振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)應(yīng)該是最接近真實(shí)地震作用的方法，但畢竟成本太大。個(gè)人認(rèn)為，哪怕是單向加載也能反映不少樓蓋體系的受力性能機(jī)理來(lái)，不一定要采用更高層次的試驗(yàn)方法。但如果要更為準(zhǔn)確地研究真實(shí)地震作用下，強(qiáng)梁弱柱的產(chǎn)生機(jī)理的話，我覺(jué)得還是需要振動(dòng)臺(tái)。曾查過(guò)一篇論文，研究“強(qiáng)梁弱柱”的方法十分特別且很巧妙，是一棟新建框架結(jié)構(gòu)，由于地基條件導(dǎo)致整體側(cè)傾，斜率甚至超過(guò)了抗震規(guī)定大震下1/50的層間位移限值，根據(jù)作者的觀察，梁板幾乎沒(méi)有裂縫，裂縫均集中

27、在柱端上。這篇論文似乎已能夠說(shuō)明不少定量的問(wèn)題。但有一點(diǎn)值得商榷，剛村一郎所述“理論上的兩條抗震原則：強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁。根據(jù)實(shí)際地震災(zāi)害結(jié)果，其中第一條似乎用處不大，很少發(fā)生違背該原則的事故發(fā)生?！?汶川地震震害中，剪切破壞發(fā)生還是比較多的，例如不少框-剪結(jié)構(gòu)的剪力墻連梁，就產(chǎn)生了X型剪切裂縫；此外，由于填充墻導(dǎo)致的短柱破壞也較普遍。這些都是剪切破壞的實(shí)例，因此不能說(shuō)強(qiáng)剪弱彎用處不大了，控制剪切破壞還是很有需要的。歡迎繼續(xù)探討：）鐵成鋼 積分 210帖子 121#152011-10-4 10:06 贊同你所提的實(shí)驗(yàn)方案，這是研究該問(wèn)題的根本所在。那么，現(xiàn)在最關(guān)鍵問(wèn)題的是實(shí)驗(yàn)所用錢的問(wèn)題。在當(dāng)

28、今的中國(guó)，申請(qǐng)研究經(jīng)費(fèi)是一件很耐人尋味的事情。祝愿你能盡快申請(qǐng)到經(jīng)費(fèi)支持。我現(xiàn)在經(jīng)過(guò)幾天的思考，從理論上我能夠判斷大概是哪些因素決定樓板效應(yīng)了。是的，你所舉例子（連梁的破壞）是梁破壞的例子。這里問(wèn)題是設(shè)計(jì)連梁時(shí)，就是按其先于剪力墻的原則設(shè)計(jì)的，因此，連梁破壞按理說(shuō)應(yīng)當(dāng)是很自然的事情，也是設(shè)計(jì)者想要的結(jié)果。關(guān)于短柱是設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)避免的，發(fā)生破壞也是預(yù)先能夠預(yù)知的。因?yàn)檫@些都是設(shè)計(jì)所能夠預(yù)知的結(jié)果，因此我沒(méi)有考慮這些破壞。而“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象是設(shè)計(jì)者不希望看到的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)想盡辦法避免，但還是發(fā)生了，這是問(wèn)題的關(guān)鍵。為什么發(fā)生？原因何在？規(guī)范中的各種措施難道一點(diǎn)用處也沒(méi)有嗎？有多大用處？規(guī)范給出的措施是

29、否沒(méi)有找到問(wèn)題的根本原因？一系列問(wèn)題值得深思?？蓢@的是，對(duì)此深入認(rèn)識(shí)的不多?？吹綐侵鞯奶樱K于有共同認(rèn)識(shí)的感覺(jué)，因此，將所思所想寫出來(lái)，供探討。自從汶川地震后，以及前些日子發(fā)生的日本地震，我一直在思考我國(guó)的抗震有那些問(wèn)題。盡管看了許多人對(duì)汶川地震進(jìn)行了總結(jié)，但有深思的人卻少之又少，大多是咒罵沒(méi)有按規(guī)范設(shè)計(jì)所致。可曾想過(guò)，哪些按規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑為什么也破壞呢？深思的人少，象樓主這樣想解決措施的人更少有，因此，看到帖子，很有價(jià)值。希望引起人們的注意，共同為我們的人民住上安全的建筑而努力。fazing 積分 224帖子 210#162011-10-11 22:09 實(shí)驗(yàn)再做下去，可能就會(huì)推倒很多以前

30、“正確”結(jié)論和做法。 也許有一天我們會(huì)認(rèn)識(shí)到我們對(duì)地震作用的計(jì)算根本就是錯(cuò)的，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)用到房子抗震是存在問(wèn)題的。剛才看了日本人做的實(shí)驗(yàn)視頻，結(jié)合實(shí)際地震震害，可以看到：1 柱基本上都是底層破壞，這說(shuō)明我們的設(shè)計(jì)出來(lái)的柱，可靠度不一樣啊。2 底層因地震擺動(dòng)而破壞，而上部只是跟著底部做整體擺動(dòng)，上層擺動(dòng)不會(huì)造成破壞，下層實(shí)際上是上層的隔震層。 我們對(duì)地震作用的認(rèn)識(shí)與計(jì)算方法值的檢討。像樓主所說(shuō)的那樣，我們應(yīng)該從生活中的例子和實(shí)際地震中，重新認(rèn)識(shí)地震作用。而不是從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)來(lái)計(jì)算地震作用。說(shuō)句不好的話：我們規(guī)范對(duì)地震作用的計(jì)算本身 就承認(rèn)其是不準(zhǔn)確的，如規(guī)定要計(jì)算最小地震作用系數(shù)，為什么要規(guī)定這個(gè)

31、？難道不是間接承認(rèn)這種計(jì)算方法是有問(wèn)題的。不像靜力學(xué)多少就是多少，不存在這樣的想不通的系數(shù)。幾個(gè)想法： 1 上面有人提到，在地震作工況下，梁要不要強(qiáng)調(diào)強(qiáng)剪弱彎；梁在地震下都不破壞，有必要強(qiáng)調(diào)這個(gè)嗎？2 是不是所有的柱都要強(qiáng)調(diào)強(qiáng)柱弱梁，不同層區(qū)別對(duì)待；同層柱有重點(diǎn)的加強(qiáng)一部分，而且這個(gè)調(diào)整系數(shù)應(yīng)該比以前更大，這樣可能在同樣的成本比所有的柱都一樣更有好處，更容易做到大震不倒。3 在對(duì)樓板的作用有更深的認(rèn)識(shí)之前 ，暫時(shí)能不能對(duì)于梁端部分樓板進(jìn)行開(kāi)洞后澆注處理。 這個(gè)想法有點(diǎn)。哈fazing 修改于2011-10-11 22:33zsw2100 積分 92帖子 42#172011-10-12 12:0

32、9 關(guān)注這個(gè)帖子很久了，總覺(jué)得自己沒(méi)有理解到關(guān)鍵點(diǎn)，一直沒(méi)敢說(shuō)話，怕說(shuō)錯(cuò)。bjdtm2001 ：“強(qiáng)梁弱柱”，一方面是我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)考慮樓板鋼筋或者按T形截面計(jì)算卻按矩形截面設(shè)計(jì)把梁的配筋和極限承載力搞大了。這里不具體展開(kāi)了。這里主要想探討的是一個(gè)二維樓蓋結(jié)構(gòu)動(dòng)力的影響因素。我先說(shuō)明我的前提?！皯?yīng)力流”我可以理解為應(yīng)力波嗎？“應(yīng)力分流”是否可以理解為應(yīng)力波分散？如果可以的話那好，再說(shuō)說(shuō)"快速動(dòng)力荷載"，地震作用倒是可以理解成一個(gè)個(gè)離散的沖擊荷載作用，但這種沖擊似乎與應(yīng)力波的傳遞速度差的很遠(yuǎn)。而梁柱之間的響應(yīng)更加依賴的是結(jié)構(gòu)的在地震下的響應(yīng)，怎么描述呢，在地震作用下，高層建筑

33、是以一個(gè)較低的頻率荒來(lái)晃去，梁柱之間的彎矩時(shí)程就差不多以這個(gè)頻率在變化（這個(gè)不難想象吧），這個(gè)頻率有多大，應(yīng)該也就相當(dāng)于基頻的量級(jí)吧（當(dāng)然也有高頻影響，那也只不過(guò)是彎矩時(shí)程曲線上的“毛刺”）。在這個(gè)時(shí)間量級(jí)的運(yùn)動(dòng)中我覺(jué)得考慮阻尼就足夠了，最主要的還是梁、板、柱之間的內(nèi)力分配問(wèn)題，而不用再考慮結(jié)構(gòu)動(dòng)力因素，或者它不會(huì)是主要問(wèn)題。網(wǎng)球面由于預(yù)緊力非常大，一般都會(huì)拉到60磅。它的震動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)在地震下的響應(yīng)差的太多了。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#182011-10-13 14:47 zsw2100 wrote: 關(guān)注這個(gè)帖子很久了，總覺(jué)得自己沒(méi)有理解到關(guān)鍵點(diǎn)，一直沒(méi)敢說(shuō)話，怕說(shuō)錯(cuò)

34、。bjdtm2001 ：“強(qiáng)梁弱柱”，一方面是我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)考慮樓板鋼筋或者按T形截面計(jì)算卻按矩形截面設(shè)計(jì)把梁的配筋和極限承載力搞大了。這里不具體展開(kāi) . 感謝zsw2100的探討。1、首先，我這里給出一個(gè)以應(yīng)變率為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分的動(dòng)荷載方法：收縮、徐變：應(yīng)變率10-910-7一般靜力荷載：應(yīng)變率10-710-6地震作用：應(yīng)變率10-410-2沖擊荷載：應(yīng)變率10-1100這樣看來(lái)，地震作用的應(yīng)變率介于一般靜力荷載與沖擊荷載之間。2、我1#樓帖子的“應(yīng)力流”有兩種含義：在靜力狀態(tài)下，“應(yīng)力流”指梁板中的應(yīng)力場(chǎng)分布狀態(tài)；在動(dòng)荷載狀態(tài)下，則可以轉(zhuǎn)化為平面波的傳遞。當(dāng)然，這個(gè)名詞我并沒(méi)有去查閱文獻(xiàn)十分

35、準(zhǔn)確地給出來(lái)，只是為了闡述問(wèn)題方便而言。從日本E-defense足尺建筑模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的錄像來(lái)看，樓板似乎并沒(méi)有發(fā)生很明顯的振動(dòng)現(xiàn)象這可能與整澆梁板體系的剛度比較大有關(guān)。但我還是堅(jiān)持認(rèn)為，樓板這種構(gòu)件在動(dòng)力荷載作用下的振動(dòng)問(wèn)題（應(yīng)力波擴(kuò)散問(wèn)題）一定是有關(guān)的。舉個(gè)日常生活的例子：我們平時(shí)的住宅樓，人在上面跳，樓板就會(huì)發(fā)生明顯的上下震顫，完全可以感覺(jué)出來(lái)，樓板跨度越大，板厚越薄，這種震顫現(xiàn)象越明顯。在豎向地震作用下，樓板肯定在振動(dòng)。而在水平地震作用下，樓板也可以通過(guò)柱傳遞來(lái)的平面外彎矩發(fā)生震顫現(xiàn)象。我這里想問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：樓板震顫到最終停止的過(guò)程中，能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？目前尚不知道日本學(xué)者在振動(dòng)臺(tái)試

36、驗(yàn)中是否有特意去測(cè)樓板振動(dòng)加速度；如果有，則可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。但我堅(jiān)持認(rèn)為，在地震作用下樓板振動(dòng)現(xiàn)象是存在的。但至于它對(duì)“強(qiáng)梁弱柱”破壞的影響大小，則需要進(jìn)一步研究。3、高層建筑的振動(dòng)頻率問(wèn)題：從整體上看，地震作用下高層建筑由于整體剛度較柔，因此自振周期也較大。所以，從試驗(yàn)上看，整個(gè)建筑確實(shí)是以較低的頻率來(lái)回晃動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題我是這樣認(rèn)為的，結(jié)構(gòu)破壞主要集中在底層（薄弱層），我們把研究對(duì)象集中到高層建筑的底層，由于底層嵌固（假定地下室頂板可作為嵌固端），從而底層豎向構(gòu)件的振動(dòng)加速度與地面基本相同，此時(shí)的應(yīng)變率應(yīng)該還是比較大的。4、網(wǎng)球拍的例子來(lái)比喻實(shí)際建筑中的樓蓋確實(shí)不太貼切。在振動(dòng)頻率上，兩者確

37、實(shí)相差很多。但我用這個(gè)例子的目的主要想來(lái)說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，就是動(dòng)力狀態(tài)下二維構(gòu)件（板）的卸荷效應(yīng)。這個(gè)卸荷效應(yīng)究竟是怎樣的過(guò)程？機(jī)理是怎樣的？對(duì)“強(qiáng)梁弱柱”的影響有多大？這些問(wèn)題的答案需要研究。最后我再瞎扯幾句題外話吧：我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)候樓板幾乎都是按非抗震設(shè)計(jì)考慮的，但實(shí)際震害樓板卻極少出現(xiàn)明顯震害，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？我覺(jué)得這種現(xiàn)象正說(shuō)明了二維構(gòu)件在動(dòng)力狀態(tài)下有很多奇妙的東西值得去挖掘。歡迎繼續(xù)探討，以上不對(duì)之處望指正。bjdtm2001 修改于2011-10-13 14:48zsw2100 積分 92帖子 42#192011-10-13 18:53 感謝樓主的回復(fù)。雖然很遺憾與您持有不同的觀點(diǎn)，但這

38、樣的討論還真的讓人興奮。我是學(xué)力學(xué)的，所以看問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)可能跟結(jié)構(gòu)背景的人不同，加之水平有限，如有不到的地方還請(qǐng)?jiān)彙侀_(kāi)“強(qiáng)柱弱梁”問(wèn)題不談了。我說(shuō)說(shuō)應(yīng)力波吧（以前沒(méi)學(xué)好，現(xiàn)在只能憑記憶說(shuō)了）：1，應(yīng)力波的基本問(wèn)題是考慮質(zhì)量微元的慣性作用。2，什么情況下要計(jì)及應(yīng)力波作用：對(duì)沖擊荷載下的可變性的固體，由于在應(yīng)力波傳過(guò)物體長(zhǎng)度所需的時(shí)間同量級(jí)或更小的時(shí)間尺度上，荷載發(fā)生了顯著變化，甚至作用完畢，就必須考慮應(yīng)力波的傳遞過(guò)程。（無(wú)論你的加載速度怎樣，應(yīng)力波都是存在的，但只有接近上述描述，應(yīng)力波的作用才表現(xiàn)出來(lái)，而被考慮。）什么是顯著變化呢？如：在極短的時(shí)間內(nèi)荷載由0到最大值（或者再到0，表征作用由有

39、到最大再到無(wú)），極短的時(shí)間大概就是波穿過(guò)固體所用的時(shí)間。如子彈以100m/s的速度穿過(guò)0.01m的鋼板，作用時(shí)間僅0.0001s。打樁時(shí)樁錘落下?lián)糁袠睹?，到被彈起的時(shí)間（我不知道具體是多少，大概眨眼的功夫，哈哈。0.01s的量級(jí)的樣子吧。）這些荷載都在極短時(shí)間發(fā)生了顯著變化。3，固體波速與地震波我剛看了幾條地震波，天然的人工的都有。加速度時(shí)程完成這樣的“顯著變化”大概要0.1-0.3s（很長(zhǎng)了哦）。再經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)本身的濾波作用，彎矩完成這樣一次顯著變化至少要1s以上（跟結(jié)構(gòu)相關(guān)，由于我們做的很多都是超高層結(jié)構(gòu)，所以這個(gè)時(shí)間可能是5s可能更多）。以C60為例應(yīng)力波波速為：波速=sqrt（彈模/密度）

40、=3800m/s也就是說(shuō)應(yīng)力波穿過(guò)一根長(zhǎng)3.8m的梁只要0.001s，比較一下0.001秒的“響應(yīng)時(shí)間”與1秒“荷載顯著變化時(shí)間”就知道應(yīng)力波的影響大不大了。4，做慣了靜力學(xué)的學(xué)者眼中，地震波是一種極其猛烈的沖擊作用，可是在研究應(yīng)力波的人眼中，它太慢了.5，應(yīng)力波基礎(chǔ)中有這樣的描述，常規(guī)靜態(tài)試驗(yàn)中的應(yīng)變率為10e-5 10e-1 每秒量級(jí)，而計(jì)及應(yīng)力波的沖擊試 驗(yàn)應(yīng)變率則為10e2 10e4 ，甚至達(dá)到10e7每秒的量級(jí)，也就是在他們看來(lái)地震作用還是在“常規(guī)靜態(tài)”的范圍。當(dāng)然大家的立場(chǎng)不同，劃分的原則也是不同的，地震作用于準(zhǔn)靜態(tài)還是差之千里的。6，上面所說(shuō)的都是在時(shí)間尺度上看應(yīng)力波，從荷載變化

41、大小的量級(jí)上看呢？用手指彈一下混凝土梁，應(yīng)力波迅速在了梁內(nèi)傳播、透射、反射，完成各種復(fù)雜動(dòng)作，最后，混凝土梁一點(diǎn)反應(yīng)都沒(méi)有。引用樓主的話：“歡迎繼續(xù)探討，以上不對(duì)之處望指正?！?:-)bjdtm2001 積分 1794帖子 931#202011-10-14 08:31 zsw2100 wrote: 感謝樓主的回復(fù)。雖然很遺憾與您持有不同的觀點(diǎn)，但這樣的討論還真的讓人興奮。我是學(xué)力學(xué)的，所以看問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)可能跟結(jié)構(gòu)背景的人不同，加之水平有限，如有不到的地方還請(qǐng)?jiān)?。拋開(kāi)“強(qiáng)柱弱梁”問(wèn)題不談了。我說(shuō)說(shuō)應(yīng)力 . 感謝熱心探討。從你的這個(gè)帖子里我也學(xué)到不少?gòu)椥詣?dòng)力學(xué)方面的知識(shí)。限于專業(yè)和個(gè)人水平，本人

42、對(duì)這方面的知識(shí)確實(shí)知之甚少。我一直以來(lái)都認(rèn)為：學(xué)力學(xué)出生，最終搞結(jié)構(gòu)的人，對(duì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是非常深刻的。因?yàn)?，力學(xué)是土木工程學(xué)科的基石！下面對(duì)幾個(gè)問(wèn)題分別展開(kāi)探討，不對(duì)之處望繼續(xù)指正：1、地震作用與沖擊荷載：首先，需要說(shuō)明的是，我在#18樓帖子的討論，與你的結(jié)論沒(méi)有直接矛盾的地方，可能主要在于地震作用下的加載速率是否達(dá)到了必須考慮的程度。實(shí)際上，從#18樓帖子的第一點(diǎn)也提到了“地震作用的應(yīng)變率介于一般靜力荷載與沖擊荷載之間”。地震作用的應(yīng)變速率與沖擊荷載相比，應(yīng)該還是比較小的。但相對(duì)于一般靜力荷載，地震作用卻確實(shí)是一種動(dòng)力作用，對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)是不可忽略的。從你在#19樓的帖子中，我認(rèn)識(shí)到“在應(yīng)力

43、波傳過(guò)物體長(zhǎng)度所需的時(shí)間同量級(jí)或更小的時(shí)間尺度上，荷載發(fā)生了顯著變化”時(shí)，則必須考慮應(yīng)力波的傳遞過(guò)程。也就是說(shuō)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的響應(yīng)時(shí)間與荷載顯著變化時(shí)間的比值，是否在一個(gè)數(shù)量級(jí)上才是考慮應(yīng)力波傳遞的條件。無(wú)論是子彈穿過(guò)鋼板，還是打樁時(shí)重錘擊中樁帽的例子，這些都應(yīng)該歸入沖擊荷載范疇。但關(guān)鍵是，地震作用與沖擊荷載相比，在應(yīng)變速率上顯然不屬于一個(gè)量級(jí)，實(shí)際上還是不同的。但地震作用對(duì)于結(jié)構(gòu)的破壞卻是災(zāi)難性的，甚至引起結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。所以，從荷載量級(jí)上看，地震作用的動(dòng)力效應(yīng)是絕對(duì)不能忽略的。2、關(guān)鍵問(wèn)題集中在：地震作用這樣的動(dòng)力荷載是否需要考慮應(yīng)力波的傳遞？從理論以及zsw2100的詳細(xì)數(shù)據(jù)推導(dǎo)上看，應(yīng)該

44、是不用考慮。zsw2100的例子應(yīng)該還是很有說(shuō)服力的。我想請(qǐng)教：“加速度時(shí)程完成這樣的“顯著變化”大概要0.1-0.3s再經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)本身的濾波作用，彎矩完成這樣一次顯著變化至少要1s以上”。能否具體展開(kāi)？我對(duì)這之間的推導(dǎo)過(guò)程挺感興趣。3、實(shí)際上，我們的討論有點(diǎn)偏離主題（“強(qiáng)梁弱柱”的成因機(jī)制）了。樓板應(yīng)力波傳遞的問(wèn)題在“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象中究竟有沒(méi)有作用？如果有，會(huì)有多大？是否是主導(dǎo)因素？從日本振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的錄像來(lái)看，我糾正了自己的一個(gè)認(rèn)識(shí)，就是樓板動(dòng)力振動(dòng)效應(yīng)應(yīng)該不是最主要的原因。此外，從我14#提供的一篇論文（王素裹，某框架在側(cè)向荷載作用下的裂縫檢測(cè)及分析）來(lái)看，似乎也不像是主要原因。但我認(rèn)為，地

45、震作用下樓板振動(dòng)一定是存在的，這種現(xiàn)象會(huì)在一定程度上導(dǎo)致梁的“卸載”效應(yīng)更加顯著，從能量傳遞的角度上可以理解這個(gè)現(xiàn)象。4、回到本質(zhì)的問(wèn)題，“強(qiáng)梁弱柱”的成因。所有因素中最主要的原因是什么？為何柱端破壞嚴(yán)重，而梁端甚至連裂縫都沒(méi)有？從內(nèi)力平衡角度上看，這種現(xiàn)象似乎有違力學(xué)規(guī)律。梁沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，說(shuō)明梁內(nèi)的鋼筋應(yīng)力水平也很低，離屈服還很遠(yuǎn)，更談不少梁端優(yōu)先出現(xiàn)塑性鉸耗能的延性耗能機(jī)制。這種現(xiàn)象怎么解釋？我認(rèn)為是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。我想，震害照片來(lái)看，問(wèn)題只能在于整澆樓板！那地震時(shí)，樓板究竟發(fā)生了什么現(xiàn)象？?jī)H從震害的結(jié)果照片上來(lái)看，我們不得而知，只能知道這種潛在的效應(yīng)很強(qiáng)。我沒(méi)有經(jīng)過(guò)定量的分析和試驗(yàn)，所以

46、很多觀點(diǎn)也只能建立在“猜想”之上，肯定有不準(zhǔn)確或者錯(cuò)誤的地方。但總要通過(guò)“猜想”，來(lái)研究來(lái)驗(yàn)證，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)。我記得2008年在論壇上討論時(shí)候，有網(wǎng)友提出親歷地震的人，感覺(jué)樓板整個(gè)在震顫，從而導(dǎo)致了我對(duì)樓板動(dòng)力振動(dòng)產(chǎn)生的卸荷效應(yīng)的猜想。聯(lián)系實(shí)際生活，也有不少這方面的生活經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然，在土木結(jié)構(gòu)上，還需要具體問(wèn)題具體分析了。再次感謝zsw2100的探討，使我對(duì)應(yīng)力波有了具體的認(rèn)識(shí)。謝謝：）zsw2100 積分 92帖子 42#212011-10-14 13:34 樓主謬贊，隔行如隔山，做了一年結(jié)構(gòu)深覺(jué)力不從心，要學(xué)得太多，看樓主的強(qiáng)貼我受益匪淺。19#的話是拋開(kāi)了主題轉(zhuǎn)談應(yīng)力波，旨在說(shuō)明它影

47、響的范圍。那回來(lái)繼續(xù)分享一些我的經(jīng)驗(yàn)和解釋之前我說(shuō)得不清楚的問(wèn)題：1，“地震的動(dòng)力效應(yīng)是絕對(duì)不能忽略的”嚴(yán)重同意。我分享一些我對(duì)地震作用的理解，都很粗淺a,反復(fù)作用，區(qū)別于單調(diào)加載。（請(qǐng)教前輩，這是不是類似金屬疲勞的破壞形式？）b,結(jié)構(gòu)速度、加速度不可不計(jì)，區(qū)別于靜態(tài)加載，也就是阻尼力和慣性力不能不計(jì)。c,地震作用本身包含豐富的頻譜信息，激發(fā)結(jié)構(gòu)各種頻率響應(yīng)，是結(jié)構(gòu)處于復(fù)雜的難于估計(jì)的應(yīng)力狀態(tài)。（這帶來(lái)了我們計(jì)算地震作用的三個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題：第一，反復(fù)荷載作用下的材料本構(gòu)；第二，阻尼的合理施加；第三，高頻對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，尤其對(duì)基底剪力的影響）2，我解釋一下之前第三條說(shuō)的顯著變化，不知道前輩注意了沒(méi)

48、，我在“顯著變化”上是打了引號(hào)的，我沒(méi)有給它一個(gè)定義，它只能模糊的說(shuō)明一個(gè)量級(jí)（就像問(wèn)家到公司要多少時(shí)間？走路的話一小時(shí)，要會(huì)飛的話就會(huì)很快一些）。它不是一個(gè)概念，就不存在推導(dǎo)過(guò)程。我說(shuō)的地震波“顯著變化”時(shí)間大概是加速度完成一次變號(hào)所用的時(shí)間。而彎矩變化時(shí)間，是從一些以前的項(xiàng)目計(jì)算文件中讀取幾個(gè)彎矩時(shí)程，經(jīng)過(guò)一些濾波處理除去毛刺，得到的較低頻彎矩（彎矩中的主要成分）完成一次變號(hào)所用的時(shí)間。我知道這樣做不嚴(yán)謹(jǐn)，但我想我關(guān)心的是時(shí)間量級(jí)，這樣應(yīng)該夠了，你覺(jué)得呢？3，樓板震動(dòng)的主導(dǎo)因素是豎向地震導(dǎo)致的慣性力；而引起梁、柱塑性鉸的主導(dǎo)因素是水平地震導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形，梁要協(xié)調(diào)豎向構(gòu)件變形，必然在豎向構(gòu)件

49、上產(chǎn)生集中力。兩者的誘因不同，能量來(lái)源也不同。但是否會(huì)對(duì)“卸載”有作用，我沒(méi)有發(fā)言權(quán)。4，好，終于回到問(wèn)題的本質(zhì)了，到底為什么經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)了還是會(huì)“強(qiáng)梁弱柱”？到底如何“鋤強(qiáng)扶弱”？很明顯，我不知道。但以我外行的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看似乎可以從以下方面考慮：首先，板的作用，填充墻的作用，這個(gè)汶川有不少破壞的實(shí)例，研究的人也很多。其次，柱是直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，它直接受到水平地震的“沖擊”。一根樹(shù)枝，人站在上面不會(huì)斷，但一腳飛踹過(guò)去很容易就斷了。這種動(dòng)力加載方式應(yīng)該是對(duì)柱的抗震不利的。尤其短柱。柱的首先破壞會(huì)形成梁的“防彈衣”，反而保護(hù)了梁。最后，還有兩個(gè)問(wèn)題似乎在規(guī)范的內(nèi)力調(diào)整中沒(méi)有提到，一是阻尼力，二是慣性

50、力，動(dòng)力方程“三巨頭”中如果有兩個(gè)沒(méi)有被考慮，我覺(jué)得總會(huì)產(chǎn)生那么點(diǎn)誤差吧。當(dāng)然這兩個(gè)力可能是利好的因素，不考慮是保守的，我沒(méi)有深究。最后也閑扯一些，宏觀底速世界里，違背力學(xué)的現(xiàn)象是不會(huì)發(fā)生。只是對(duì)問(wèn)題我們還沒(méi)有做細(xì)致的研究，把所有的因素都羅列清楚（應(yīng)該挺費(fèi)錢的，我們的錢都借給米國(guó)了），有了確定的結(jié)論，或在研究中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，那就是對(duì)社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。最簡(jiǎn)單的邏輯，現(xiàn)在出現(xiàn)了強(qiáng)梁弱柱是什么原因？ 因?yàn)橹粔驈?qiáng)，梁不夠弱。那有什么辦法呢？加強(qiáng)柱。 哈哈，這是玩笑話了有說(shuō)的不對(duì)的地方，還請(qǐng)前輩批評(píng)。bjdtm2001 積分 1794帖子 931#222011-10-14 19:00 仁兄謙虛了?，F(xiàn)在出

51、差，手機(jī)回復(fù)不太方便。簡(jiǎn)單提幾點(diǎn)我的理解吧。地震對(duì)于建筑來(lái)講是一種不規(guī)律的快速往復(fù)作用。與金屬疲勞破壞有相似之處，但地震作用時(shí)間比較短，且作用大小很不規(guī)律。因此，研究地震作用，在試驗(yàn)方法上至少要才有低周往復(fù)加載的方法。水平地震作用同樣也能夠?qū)е聵前逭痤潯闹?、梁、板的變形協(xié)調(diào)關(guān)系上可以理解。突然卸載后板應(yīng)該有可能發(fā)生震顫。從能量傳遞上應(yīng)該也可以解釋。但這與梁剛度有關(guān)?？傊?，梁板是共同工作的。柱受力不利導(dǎo)致?lián)p傷累積，也是一個(gè)因素。我原先也有考慮過(guò)，但我認(rèn)為在任意時(shí)刻，力平衡條件都應(yīng)該是嚴(yán)格滿足的。所以，梁沒(méi)有裂縫就非常奇怪。我一直沒(méi)有辦法找到這個(gè)現(xiàn)象的合理解釋。歡迎繼續(xù)討論。其實(shí)，不少問(wèn)題的真實(shí)

52、答案往往來(lái)自外專業(yè)人士，有很多例子。結(jié)構(gòu)工程已全面進(jìn)入軟件時(shí)代，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該從繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，更加注重結(jié)構(gòu)概念和體系，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)整體思維。fazing 積分 224帖子 210#232011-10-15 22:26 我對(duì)抗震的認(rèn)識(shí)只在大學(xué)里學(xué)一點(diǎn)，就是結(jié)構(gòu)力學(xué)和抗震這兩門課，我也不知道真正對(duì)抗震有更多更深認(rèn)識(shí)還要學(xué)什么。當(dāng)有一點(diǎn)可能肯定的，所以理論都不應(yīng)該違背直觀認(rèn)識(shí)包括試驗(yàn)。 下面的認(rèn)識(shí)存在的錯(cuò)誤歡迎大家批評(píng)指正。1 國(guó)慶其中，我?guī)业膬鹤訁⒂^我省的科技管，里面有一個(gè)很簡(jiǎn)單的普通的隔震與 非隔震的震害對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)它我對(duì)隔震有直觀的認(rèn)識(shí)。同樣的地震隔震為什么比非隔震的震害小呢？ 我

53、直觀的認(rèn)識(shí)是，因?yàn)楦粽饘拥拇嬖诟淖兞松喜拷Y(jié)構(gòu)的地震的運(yùn)動(dòng)形態(tài)：有隔震層時(shí)，上部結(jié)構(gòu)基本上是左右整體移動(dòng)；而沒(méi)有隔震，上部結(jié)構(gòu)是左右擺動(dòng)（上下層同一時(shí)刻左右變形不同向）。雖然隔震的左右移動(dòng)幅度更大，便其反而更不容易倒。我不知道目前學(xué)術(shù)界對(duì)隔震認(rèn)識(shí)的或說(shuō)理論是怎么論述的：是不是改變能量的輸入而減輕了震害，還是別的原因。但個(gè)人感覺(jué)隔震實(shí)際上沒(méi)有改變上部結(jié)構(gòu)地震能量的輸入，只是改變了地震能量的釋放的方式：隔震通過(guò)左右移動(dòng)（動(dòng)量）來(lái)釋放，而非隔震是變形（主要形式）和運(yùn)動(dòng)來(lái)釋放。2 另一個(gè)問(wèn)題：假設(shè)在樓面是放上一個(gè)重量比較大的帶輪子的重物，輪子與樓面的間摩擦系數(shù)為零，與同樣有此重物但不帶輪子的兩幢一樣房子

54、，發(fā)生地震時(shí)，底層地震作用大小一樣嗎？ 按目前的抗規(guī)兩都應(yīng)該是一樣的！但實(shí)際兩者應(yīng)該是不一樣的。這兩個(gè)問(wèn)題的提出的目的何在呢？我想說(shuō)的是：目前地震對(duì)建筑物產(chǎn)生作用的機(jī)理認(rèn)識(shí)應(yīng)該上存在問(wèn)題的。我們對(duì)總的地震作用也許是相對(duì)正確的，但對(duì)建筑物如何消耗地震能量（更準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該各構(gòu)件如何消耗地震能量）是存在真空的。計(jì)算完某一時(shí)刻的地震作用之后，然后只是簡(jiǎn)單的把地震作用等同靜力進(jìn)行計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力是錯(cuò)誤的。還應(yīng)該看各構(gòu)件的 之間的連接情況，各構(gòu)件的是不是可以自己釋放能量等情況。我認(rèn)識(shí)應(yīng)該是可以的，就像樓主所提的那樣，樓板本身也許就可以消耗掉一部分能量吧。第二，地震剪力是從上往下傳，還是因?yàn)樯喜课镔|(zhì)相對(duì)下層的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生慣性力-所謂地震剪力？最后提一個(gè)問(wèn)題：結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)能不能解釋隔震與消能抗震？ 可以的話，能不能用簡(jiǎn)單直白的話來(lái)解釋一下？fazing 修改于2011-10-15 22:46zsw2100 積分 92帖子 42#242011-10-16 11:03 1，隔振墊的作用是改變結(jié)構(gòu)的周期，使結(jié)構(gòu)變?nèi)?，按反?yīng)譜看周期越長(zhǎng)地震作用越?。▽?shí)際的地震波不一定）。2，效能減震實(shí)際上是在結(jié)構(gòu)上加一下阻尼器，為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼比，也就是提供附加的耗能機(jī)制，吸收地震能量以減小地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。zsw2100 修改于2011-10-16 11:21fazing 積分 224