为什么在框架结构体系中柱的混凝土强度等级比梁高？

框架结构中柱子主要承受竖向荷载，而地震作用主要是水平荷载，是否应该相应加强梁的混凝土强度等级？为什么柱的混凝土强度等级反而比梁高？

有关回应 · 2021-5-29 00:07:46

浏览了所有答案，感觉都没有直指要害。
强柱弱梁是大家最直接的反应，但真的是这样吗？强柱弱梁是通过混凝土等级来设置的吗？

如果这样，可以试算一个例子，如果梁体采用C40时，做到强柱弱梁，那么将C40混凝土改成C60，是不是强柱弱梁就不满足了？

这个问题实际是结构设计原理的基本概念，哪些因素对梁的抗弯承载能力影响大？

沈蒲生的《混凝土结构设计原理》中有这么一个习题，其他条件不变，改变混凝土的强度等级，计算抗弯承载能力。

我也每次上到这里，总是让学生分析上面提出的，哪些因素影响大的问题。

学生各种方法都有，数学弱点的，用数值验证，数学好点的，用解析方法，直接求敏感性证明。

下面简单看看混凝土强度到底影响大不大，（手机输入，可能符号不准确，凑合着看）

Mu=fyAs（h0-x0/2）

从上式看，M的表达式中与混凝土强度等级有关的量只有x0，而通常配置的适筋梁的x0与h0比是个小量。而提高一两个混凝土强度等级x0的变化，对Mu的影响实在有限。

分析到这里，答案就呼之欲出了，对于受弯为主的梁结构，提高混凝土强度等级对于承载能力提高影响不大或者说用改变混凝土强度等级的方法来提高抗弯承载能力很不经济。

而柱子是个偏压构件，故柱子用较高的混凝土强度等级有意义。

有关回应 · 2021-5-29 00:07:47

简单答几点：

结构体系方面：
1、水平荷载下，柱子也是要承受剪力的。
2、梁刚度过大，对抗震不利：自振周期小，地震力大。
3、框架结构用于中低层建筑，竖向荷载起控制作用。
4、强柱弱梁也是一点。

混凝土配筋方面：
1、提高等级，减少柱截面积。
2、而梁是混凝土和钢筋协同工作，对抗弯作用不大：受拉区不考虑混凝土作用，受压区混凝土强度不够就用钢筋补上。
3、梁混凝土等级高，容易收缩开裂。

有关回应 · 2021-5-29 00:07:48

出于对框架结构的抗震设计，抗震区建筑要实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标，设计时应使得强柱弱梁、强剪弱弯，强节点强锚固，就是说在经过弹性理论计算出框架内力后，对其进行内力调整，放大柱的内力，以保证遭遇罕遇地震时。梁端首先出现塑性铰，发生转动变形，吸收足够的地震能，地震持续很短，建筑物就不至倒塌。而加强柱砼等级，在节点处多配箍筋等。。则是通过内力设计构件后所得出的手段了。。ps:水平地震作用，最终通过传递，给了柱子来承担，竖向抗侧力构件就是它了，所以说框架结构中最重要的构件就是柱了，你想想是梁先破坏好，还是柱先破坏好呢？

有关回应 · 2021-5-29 00:07:49

简单来说水泥是抗压的钢筋是抗弯的
想想结构就知道了，柱子受压比较大而梁主要是抗弯，所以梁主要是要加钢筋

有关回应 · 2021-5-29 00:07:50

很简单的道理，腿总是比胳膊结实，而且有力气。就是这个原理。

为什么在框架结构体系中柱的混凝土强度等级比梁高？

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