在工程項目中，經(jīng)常看到由于某些原因，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中增加鋼筋的現(xiàn)象。可是，鋼筋真的會越多越安全嗎？
梁、板受力縱筋超過最大配筋率，會發(fā)生超筋破壞。破壞時，變形小且受拉區(qū)開裂不明顯，而受壓區(qū)混凝土突然被壓碎，是脆性破壞。破壞時沒有明顯的預(yù)兆，人們不能及時發(fā)現(xiàn)和撤離，是很危險的，見下圖。
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這是非抗震的破壞情況，如果是抗震情況會怎么樣呢？下面以框架結(jié)構(gòu)為例，來展開討論。
抗震工況下，框架梁、柱配筋要滿足“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、更強(qiáng)節(jié)點”的三大目標(biāo)。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中，有大量的計算公式，都是以滿足這三個目標(biāo)而編制的。
1、如果梁鋼筋增加，而柱鋼筋未相應(yīng)增加，梁的抗彎能力提高了，柱會先于梁破壞。梁破壞房子還不會倒，而柱破壞后果嚴(yán)重，房子會倒掉。梁抗彎開裂破壞過程中，吸收了大量地震能量，柱就得到了保護(hù)，或者推遲柱的破壞，增加人們的逃生時間。
2、下圖是16G101-1圖集第90截圖，梁下部部分鋼筋可以不伸入柱，是為了省鋼筋嗎？鋼筋確實是省了一些，但目的不是為了省鋼筋啊！而是不希望梁鋼筋太多，抗彎能力太大，才把不必要的鋼筋截斷，更利于“強(qiáng)柱弱梁”的破壞機(jī)制出現(xiàn)。
抗震設(shè)計規(guī)范把梁定義為第一道防線，當(dāng)?shù)卣鹉芰客黄频谝坏婪谰€后，柱才允許破壞，柱是第二道防線。
3、當(dāng)梁增加縱筋后，設(shè)計預(yù)設(shè)做為第二道防線的柱，就沖到了抗震救災(zāi)的最前線，變成了第一道防線。雖然勇氣可嘉，但不利于房子的安全啊！抗震救災(zāi)要科學(xué)地進(jìn)行，不可盲目！
4、我們試想一想，在兩個國家發(fā)生戰(zhàn)爭初期，總司令就在一線沖鋒陷陣，會是什么后果？一定也不利于戰(zhàn)爭的勝利啊！
這就是為什么要“強(qiáng)柱弱梁”，柱要做為第二道防線的原因。
1、梁、柱構(gòu)件本身在抗震情況下，要符合“強(qiáng)剪弱彎”破壞原則。縱筋增加后，抗彎能力提高，而抗剪能力沒有提高，導(dǎo)致不會實現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的抗震破壞機(jī)制。即設(shè)計要求先抗彎破壞，然后才能抗剪破壞。
2、抗彎破壞的過程中，可以吸收大量地震能量，即使此時梁柱已經(jīng)開裂了，由于鋼筋的延性好，不會馬上斷掉，也還是有一定的承載能力，還不會馬上發(fā)生構(gòu)件斷裂的情況。
3、但如果首先發(fā)生抗剪破壞，由于抗剪破壞是脆性破壞，只能吸收很少的地震能量就不能承受荷載了。這就是要“強(qiáng)剪弱彎”的原因。
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上圖均為2008年汶川地震的圖片，框架梁還完好，節(jié)點也完好，而的柱端已經(jīng)抗剪破壞，柱已經(jīng)喪失承載能力。“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁”兩個抗震破壞機(jī)制均未出現(xiàn)。可能的原因是梁和柱抗彎縱筋太多、柱端箍筋未加密。
框架節(jié)點破壞后，那結(jié)構(gòu)就散架了啊，即使梁、柱完好，也沒用了。下圖就是節(jié)點破壞了而梁柱構(gòu)件本身完好，但是結(jié)構(gòu)已經(jīng)散架，沒有承載能力了。
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如果梁柱鋼筋增加，節(jié)點內(nèi)的箍筋也要相應(yīng)增加，才能實現(xiàn)“更強(qiáng)節(jié)點”的設(shè)計原則。上圖為明顯的節(jié)點破壞，而梁和柱完好，節(jié)點根本就沒有箍筋，哪有不破壞的道理！
說到這里，伙伴們應(yīng)該知道鋼筋越多不一定越安全了吧！
剪力墻結(jié)構(gòu)的情況與框架結(jié)構(gòu)基本相同，關(guān)注我，以后的文章中會提到。
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