钢筋越多越安全吗?--涨姿势
在工程项目中,经常看到由于某些原因,在结构构件中增加钢筋的现象。可是,钢筋真的会越多越安全吗?
梁、板受力纵筋超过最大配筋率,会发生超筋破坏。破坏时,变形小且受拉区开裂不明显,而受压区混凝土突然被压碎,是脆性破坏。破坏时没有明显的预兆,人们不能及时发现和撤离,是很危险的,见下图。
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这是非抗震的破坏情况,如果是抗震情况会怎么样呢?下面以框架结构为例,来展开讨论。
抗震工况下,框架梁、柱配筋要满足“强柱弱梁、强剪弱弯、更强节点”的三大目标。《建筑抗震设计规范》中,有大量的计算公式,都是以满足这三个目标而编制的。
1、如果梁钢筋增加,而柱钢筋未相应增加,梁的抗弯能力提高了,柱会先于梁破坏。梁破坏房子还不会倒,而柱破坏后果严重,房子会倒掉。梁抗弯开裂破坏过程中,吸收了大量地震能量,柱就得到了保护,或者推迟柱的破坏,增加人们的逃生时间。
2、下图是16G101-1图集第90截图,梁下部部分钢筋可以不伸入柱,是为了省钢筋吗?钢筋确实是省了一些,但目的不是为了省钢筋啊!而是不希望梁钢筋太多,抗弯能力太大,才把不必要的钢筋截断,更利于“强柱弱梁”的破坏机制出现。
抗震设计规范把梁定义为第一道防线,当地震能量突破第一道防线后,柱才允许破坏,柱是第二道防线。
3、当梁增加纵筋后,设计预设做为第二道防线的柱,就冲到了抗震救灾的最前线,变成了第一道防线。虽然勇气可嘉,但不利于房子的安全啊!抗震救灾要科学地进行,不可盲目!
4、我们试想一想,在两个国家发生战争初期,总司令就在一线冲锋陷阵,会是什么后果?一定也不利于战争的胜利啊!
这就是为什么要“强柱弱梁”,柱要做为第二道防线的原因。
1、梁、柱构件本身在抗震情况下,要符合“强剪弱弯”破坏原则。纵筋增加后,抗弯能力提高,而抗剪能力没有提高,导致不会实现“强剪弱弯”的抗震破坏机制。即设计要求先抗弯破坏,然后才能抗剪破坏。
2、抗弯破坏的过程中,可以吸收大量地震能量,即使此时梁柱已经开裂了,由于钢筋的延性好,不会马上断掉,也还是有一定的承载能力,还不会马上发生构件断裂的情况。
3、但如果首先发生抗剪破坏,由于抗剪破坏是脆性破坏,只能吸收很少的地震能量就不能承受荷载了。这就是要“强剪弱弯”的原因。
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上图均为2008年汶川地震的图片,框架梁还完好,节点也完好,而的柱端已经抗剪破坏,柱已经丧失承载能力。“强剪弱弯,强柱弱梁”两个抗震破坏机制均未出现。可能的原因是梁和柱抗弯纵筋太多、柱端箍筋未加密。
框架节点破坏后,那结构就散架了啊,即使梁、柱完好,也没用了。下图就是节点破坏了而梁柱构件本身完好,但是结构已经散架,没有承载能力了。
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如果梁柱钢筋增加,节点内的箍筋也要相应增加,才能实现“更强节点”的设计原则。上图为明显的节点破坏,而梁和柱完好,节点根本就没有箍筋,哪有不破坏的道理!
说到这里,伙伴们应该知道钢筋越多不一定越安全了吧!
剪力墙结构的情况与框架结构基本相同,关注我,以后的文章中会提到。
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