連續(xù)梁、板按塑性法內(nèi)力計(jì)算

1、1.1.鋼筋混凝土連續(xù)梁、板內(nèi)力計(jì)算鋼筋混凝土連續(xù)梁、板內(nèi)力計(jì)算塑性理論計(jì)算法塑性理論計(jì)算法1 1）塑性內(nèi)力重分布計(jì)算方法的基本概念）塑性內(nèi)力重分布計(jì)算方法的基本概念 按彈性理論計(jì)算法的缺陷：按彈性理論計(jì)算法的缺陷：a a 鋼筋砼是兩種材料組成的非勻質(zhì)彈性體，在構(gòu)件的鋼筋砼是兩種材料組成的非勻質(zhì)彈性體，在構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)中己充分考慮了其塑性性能，按破壞階段的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)中己充分考慮了其塑性性能，按破壞階段的構(gòu)件截面計(jì)算方法與按彈性理論計(jì)算的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是互不協(xié)調(diào)的，截面計(jì)算方法與按彈性理論計(jì)算的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是互不協(xié)調(diào)的，材料強(qiáng)度未能得到充分發(fā)揮。材料強(qiáng)度未能得到充分發(fā)揮。 連續(xù)梁、板塑性法內(nèi)力計(jì)算連續(xù)梁

2、、板塑性法內(nèi)力計(jì)算b b 彈性理論計(jì)算法是按活荷載的最不利位置時的內(nèi)彈性理論計(jì)算法是按活荷載的最不利位置時的內(nèi)力包絡(luò)圖來配筋的，但各跨中和各支座截面的最大內(nèi)力實(shí)力包絡(luò)圖來配筋的，但各跨中和各支座截面的最大內(nèi)力實(shí)際上并不能同時出現(xiàn)。際上并不能同時出現(xiàn)。c c 由于超靜定結(jié)構(gòu)具有多余約束，某一支座進(jìn)入破由于超靜定結(jié)構(gòu)具有多余約束，某一支座進(jìn)入破壞階段時，只是少一個多余聯(lián)系，整個結(jié)構(gòu)并未破壞。壞階段時，只是少一個多余聯(lián)系，整個結(jié)構(gòu)并未破壞。d d 按彈性理論計(jì)算法計(jì)算時，支座彎矩總是遠(yuǎn)大于跨按彈性理論計(jì)算法計(jì)算時，支座彎矩總是遠(yuǎn)大于跨中彎矩，支座配筋擁擠，中彎矩，支座配筋擁擠，構(gòu)造復(fù)雜，施工不便。構(gòu)

3、造復(fù)雜，施工不便。 塑性鉸與塑性內(nèi)力重分布的概念塑性鉸與塑性內(nèi)力重分布的概念 塑性鉸與普通鉸的區(qū)別：塑性鉸能承受一定的彎矩，塑性鉸與普通鉸的區(qū)別：塑性鉸能承受一定的彎矩，并能沿彎矩作用方向作一定限度的轉(zhuǎn)動。普通的理想鉸并能沿彎矩作用方向作一定限度的轉(zhuǎn)動。普通的理想鉸不能承受彎矩，但能自由轉(zhuǎn)動。不能承受彎矩，但能自由轉(zhuǎn)動。 簡支梁跨中出現(xiàn)塑性鉸后，即成為幾何可變體系，簡支梁跨中出現(xiàn)塑性鉸后，即成為幾何可變體系，將失去承載能力。而對于多跨連續(xù)的鋼筋砼梁是超靜定將失去承載能力。而對于多跨連續(xù)的鋼筋砼梁是超靜定結(jié)構(gòu)，支座截面出現(xiàn)塑性鉸后，只是減少一個多余聯(lián)系，結(jié)構(gòu)，支座截面出現(xiàn)塑性鉸后，只是減少一個多

4、余聯(lián)系，還未使結(jié)構(gòu)變?yōu)閹缀慰勺凅w系，還能繼續(xù)承擔(dān)后續(xù)荷載。還未使結(jié)構(gòu)變?yōu)閹缀慰勺凅w系，還能繼續(xù)承擔(dān)后續(xù)荷載。 但這時梁的工作簡圖己有所改變，內(nèi)力不再按原來的但這時梁的工作簡圖己有所改變，內(nèi)力不再按原來的規(guī)律分布，規(guī)律分布，支座彎矩支座彎矩向向跨中跨中進(jìn)行了進(jìn)行了轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移，即出現(xiàn)了塑性內(nèi)，即出現(xiàn)了塑性內(nèi)力重分布。力重分布。值得指出的是，如按彎矩包絡(luò)圖配筋，支座的最大值得指出的是，如按彎矩包絡(luò)圖配筋，支座的最大負(fù)彎矩與跨中的最大正彎距并不是在同一組荷載作用下負(fù)彎矩與跨中的最大正彎距并不是在同一組荷載作用下產(chǎn)生的，所以當(dāng)下調(diào)支座負(fù)彎矩時，在這一組荷載作用產(chǎn)生的，所以當(dāng)下調(diào)支座負(fù)彎矩時，在這一組荷載作

5、用下增大后的跨中正彎矩，實(shí)際上并不大于包絡(luò)圖上外包下增大后的跨中正彎矩，實(shí)際上并不大于包絡(luò)圖上外包線的正彎矩，因此跨中截面并不會因此而增加配筋線的正彎矩，因此跨中截面并不會因此而增加配筋。由此可見，采用塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)，可調(diào)整由此可見，采用塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)，可調(diào)整連續(xù)梁的支座彎矩和跨中變矩，連續(xù)梁的支座彎矩和跨中變矩，在不增加跨中截面配筋在不增加跨中截面配筋的情況下，減少了支座截面的配筋的情況下，減少了支座截面的配筋，既方便了施工，又，既方便了施工，又節(jié)省了材料，也節(jié)省了材料，也更符合構(gòu)件的實(shí)際工作情況更符合構(gòu)件的實(shí)際工作情況。 2 2）塑性內(nèi)力重分布的基本規(guī)律）塑性內(nèi)力重分布的基

6、本規(guī)律根據(jù)上節(jié)課所講內(nèi)容可得出鋼筋砼連續(xù)梁塑性內(nèi)力根據(jù)上節(jié)課所講內(nèi)容可得出鋼筋砼連續(xù)梁塑性內(nèi)力重分布的基本規(guī)律如下：重分布的基本規(guī)律如下：鋼筋砼鋼筋砼連續(xù)梁連續(xù)梁達(dá)到達(dá)到承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)的的標(biāo)志標(biāo)志，不是，不是某個截面某個截面達(dá)到極限彎距，而是必須出現(xiàn)足夠的塑性鉸，達(dá)到極限彎距，而是必須出現(xiàn)足夠的塑性鉸，使整個結(jié)構(gòu)形成使整個結(jié)構(gòu)形成可變體系可變體系。塑性鉸出現(xiàn)以塑性鉸出現(xiàn)以前前，連續(xù)梁的彎矩，連續(xù)梁的彎矩服從彈性服從彈性的內(nèi)力的內(nèi)力分布規(guī)律，塑性鉸出現(xiàn)以后，結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，塑性鉸出現(xiàn)以后，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變發(fā)生改變，隨著荷載的增加，隨著荷載的增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)力將重新分布結(jié)構(gòu)內(nèi)力將重新分布，這種

7、現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為塑性內(nèi)力重分布。塑性內(nèi)力重分布。按彈性理論計(jì)算，連續(xù)梁的內(nèi)力與外力符合平衡按彈性理論計(jì)算，連續(xù)梁的內(nèi)力與外力符合平衡條件，同時也滿足變形協(xié)調(diào)關(guān)系。按塑性內(nèi)力重分布方條件，同時也滿足變形協(xié)調(diào)關(guān)系。按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，內(nèi)力與外力符合平衡條件，但法計(jì)算，內(nèi)力與外力符合平衡條件，但轉(zhuǎn)角相等轉(zhuǎn)角相等的變形的變形協(xié)調(diào)關(guān)系在協(xié)調(diào)關(guān)系在塑性鉸截面塑性鉸截面處己不再適用。處己不再適用。通過控制支座截面和跨中截面的通過控制支座截面和跨中截面的配筋比配筋比，可以控，可以控制連續(xù)梁中塑性鉸出現(xiàn)的早晚和位置，即控制調(diào)幅的大制連續(xù)梁中塑性鉸出現(xiàn)的早晚和位置，即控制調(diào)幅的大小和方向小和方向。 3

8、）按塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)的基本原則）按塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)的基本原則 a、確保結(jié)構(gòu)安全可靠、確保結(jié)構(gòu)安全可靠 由于連續(xù)梁出現(xiàn)塑性鉸由于連續(xù)梁出現(xiàn)塑性鉸后后，是按，是按簡支梁簡支梁工作的，因工作的，因此每跨調(diào)整后的兩端支座彎矩的平均值加上跨中彎矩的此每跨調(diào)整后的兩端支座彎矩的平均值加上跨中彎矩的絕對值之和應(yīng)不小于相應(yīng)的簡支梁跨中彎矩，即：絕對值之和應(yīng)不小于相應(yīng)的簡支梁跨中彎矩，即： M0 （MB+MC）/2+M1 MB、MC、M1分別為支座、和跨中截面的彎矩；分別為支座、和跨中截面的彎矩； M0 在全部荷載作用下簡支梁的跨中彎矩。在全部荷載作用下簡支梁的跨中彎矩。 此外，調(diào)整后的所有支座和跨

9、中的彎矩的絕對值，此外，調(diào)整后的所有支座和跨中的彎矩的絕對值，對承受對承受均布荷載均布荷載的梁均應(yīng)滿足下式要求：的梁均應(yīng)滿足下式要求： M（g+q）l2/ 24 此外此外，必須滿足剛度和裂縫寬度的要求，必須滿足剛度和裂縫寬度的要求 彎矩調(diào)幅不宜過大，以避免構(gòu)件產(chǎn)生彎矩調(diào)幅不宜過大，以避免構(gòu)件產(chǎn)生過寬的裂縫過寬的裂縫，降低梁的剛度降低梁的剛度并影響正常使用。并影響正常使用。根據(jù)實(shí)踐證明，連續(xù)根據(jù)實(shí)踐證明，連續(xù)板、梁支座彎矩的調(diào)整幅度一般不應(yīng)超過板、梁支座彎矩的調(diào)整幅度一般不應(yīng)超過30%，對于，對于q/g1/3的連續(xù)板、梁中，彎矩調(diào)幅不得超過的連續(xù)板、梁中，彎矩調(diào)幅不得超過15%。 此外此外，應(yīng)保

10、證塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力：，應(yīng)保證塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力： 為保證在為保證在調(diào)幅截面調(diào)幅截面能夠形成塑性鉸，且具有足夠的能夠形成塑性鉸，且具有足夠的轉(zhuǎn)動能力，應(yīng)限制轉(zhuǎn)動能力，應(yīng)限制支座截面（即調(diào)幅截面）受壓區(qū)高支座截面（即調(diào)幅截面）受壓區(qū)高度度，規(guī)范規(guī)定，塑性鉸截面中砼受壓區(qū)高度應(yīng)滿足下，規(guī)范規(guī)定，塑性鉸截面中砼受壓區(qū)高度應(yīng)滿足下式要求：式要求： x0.35h0 此外，此外，應(yīng)采用塑性性能較好的鋼筋應(yīng)采用塑性性能較好的鋼筋 為了充分發(fā)揮材料的塑性性能，滿足塑性內(nèi)力重為了充分發(fā)揮材料的塑性性能，滿足塑性內(nèi)力重分布的需要，規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用塑性性能較好的鋼筋分布的需要，規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用塑性性能較好的鋼筋

11、HPB235級，級，HRB335級和級和HRB400級。級。 4）等跨連續(xù)板、梁的內(nèi)力值）等跨連續(xù)板、梁的內(nèi)力值 對于對于均布荷載均布荷載作用下，等跨連續(xù)板、次梁作用下，等跨連續(xù)板、次梁考慮考慮塑性塑性內(nèi)力重分布的彎矩和剪力值，可按下列公式計(jì)算：內(nèi)力重分布的彎矩和剪力值，可按下列公式計(jì)算： 控制截面控制截面的彎矩的彎矩 ： M =(g + q)l2 式中式中 彎矩系數(shù)，板和次梁按表彎矩系數(shù)，板和次梁按表7.1.3數(shù)據(jù)采用。數(shù)據(jù)采用。5）塑性內(nèi)力重分布計(jì)算方法的塑性內(nèi)力重分布計(jì)算方法的適用范圍適用范圍對下列結(jié)構(gòu)不能采用塑性內(nèi)力重分布方法，而對下列結(jié)構(gòu)不能采用塑性內(nèi)力重分布方法，而應(yīng)按應(yīng)按彈性理論方法計(jì)算內(nèi)力：彈性理