单向板肋梁楼盖-调幅法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单向板肋梁楼盖 调幅法,1.1.3,塑性理论计算方法,弹性计算方法按包络图配筋。但各截面可能出现的最大内力并不是同时发生，材料不能被充分利用。,弹性方法适用于：,脆性，静定结构,钢筋混凝土构件多为,超静定,，截面钢筋屈服后具有较大的塑性变形能力，结构并未破坏，可继续加载。,砼,弹塑性材料,钢筋,弹塑性材料,钢筋混凝土结构,具有,塑性,变形性质,实际情况,2,1.1.3,塑性理论计算方法,一,.,塑性铰,1.,塑性铰的定义,即塑性变形集中发展的区域。,钢筋屈服后产生很大的变形，此时弯矩增加很少，曲率激,增，形成塑性铰。,塑性铰使超静定次数减少，,最后结构变为机动可变体系。,2.,塑性铰的特点,（,1,）能承受一定的弯矩,M,u,（,2,）可在一定的方向、一定的限度内转动,（,3,）不是一个点，而是一个区段,3,1.1.3,塑性理论计算方法,一,.,塑性铰,1.,塑性铰的种类,钢筋和混凝土两种材料都具备一定的塑性。,塑性铰分为钢筋铰和混凝土铰两种。,钢筋铰：,对于配置有明显屈服点钢筋的适筋梁，塑性铰形成的起因是受拉钢筋先屈服，故称钢筋铰。,混凝土铰：,当界面配筋率大于界限配筋率，此时钢筋不会屈服，转动主要由受压区混凝土的非弹性变形引起，故称混凝土铰，它的转动量很小，界面破坏突然。,钢筋铰,出现在受弯构件的适筋截面或大偏心受压构件中，,混凝土铰,则出现在受弯构件的超筋截面或小偏心受压构件中。,4,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,P,A,s,b,h,M,y,M,M,y,M,u,0,u,塑性铰的转动能力,M,y,M,u,y,u,-,y,l,p,5,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,钢筋混凝土超静定结构的极限荷载及,内力重分布,的概念,l,0,l,0,1,F,1,1,F,1,l,0,/2,l,0,/2,A,B,AM,Bu,M,1,M,1,F,2,l,0,/4,F,2,l,0,/4,F,2,F,2,A,A,B,F,1,+,F,2,A,A,B,F,1,+,F,2,M,Bu,M,1u,=M,1,+,F,2,l,0,/4,+,=,内力重分布的概念：弹性分析时，随着,F,的变化，,M,B,/M,1,=,常量,；,塑性分析时,随着,F,的变化，,M,B,/M,1,不断变化，,内力在支座和跨中之间不断重新分配,。,6,说明弹性方法未充分发挥结构的潜力，反过来说，在同样的外荷载下，按内力重分布法,可降低支座处的内力进行设计,。,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,两点结论,*,对钢筋混凝土静定结构，塑性铰出现即导致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可变体时，才破坏。,*,弹性方法的承载力：,F,1,；内力重分布法的承载力：,F,u,=,F,1,+,F,2,。,7,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,8,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,1,、塑性铰的转动能力,s,u,M,塑性铰的转角,p,u,s,=,x,/,h,0,*,塑性铰有足够的转动能力，保证结构按预期的顺序，先后形成塑性铰使结构成为几何可变体而破坏,-,充分内力重分布,*,塑性铰转动能力有限，其它截面尚未形成塑性铰，该塑性铰已,“,过早,”,地发生混凝土压碎使结构破坏,-,不充分内力重分布,影响塑性内力重分布的主要因素,取决于纵向钢筋的配筋率、钢筋的品种以及混凝土的极限压应变值。,9,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,2,、斜截面承载力,*,为了保证,内力重分布,达到预期的目标，结构不能发生因斜截面抗剪承载力不足而引起的破坏。（国外试验研究表明支座出现塑性铰后，连续梁的受剪承载力比不出现塑性铰的梁低。）,3,、正常使用条件（结构的变形、裂缝）,*,最初出现的塑性铰转动幅度过大，结构的变形会较大，铰附近的裂缝会过宽，而不满足正常的使用要求。因此，应限制塑性铰的转动幅度。（一般要求正常使用阶段不应出现塑性铰）,影响塑性内力重分布的主要因素,10,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,-,弯矩调幅法的基本概念,l,0,l,0,1,F,1,F,l,0,/2,l,0,/2,A,B,A,M,B,=-0.188,Fl,0,M,1,=0.156,Fl,0,弹性方法求内力,M,B,=0.038,Fl,0,叠加三角形分布内力,M,1,=0.156,Fl,0,+,0.019,Fl,0,=,0.175,Fl,0,M,B,=-0.150,Fl,0,0.5,M,B,M,1,M,0,调幅后的弯矩,+,=,弯矩调幅系数,满足力的平衡条件,11,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,弯矩调幅法的基本规定,1,*,连续梁任一跨调幅后的两端支座弯矩,M,A,、,M,B,绝对值的平均值，加上跨度中点的弯矩,M,1,之和，应不小于该跨按简支梁计算的跨中弯矩,M,0,，,即,A,B,M,B,M,B,平衡关系求得的弯矩,最不利弯矩,具体地,12,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,弯矩调幅法的基本规定,2,、,3,、,4,热轧钢筋：,HRB335,和,HRB400,，,混凝土强度等级,C20C45,*,20%,*,调幅截面的相对受压区高度,0.1,0.35,13,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,弯矩调幅法的基本规定,5,箍筋面积增大的区域,1.05,h,0,1.05,h,0,1.05,h,0,箍筋面积增大的区域,按荷载的最不利位置和调幅弯矩由平衡关系计算的,满足斜截面抗剪承载力要求所需的箍筋面积应增大,20%,。,14,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,弯矩调幅法基本步骤,（,1,）用线弹性方法计算，并确定荷载最不利布置下的结构控制界面的弯矩最大值。,（,2,）采用调幅系数,（不易超过,0.2,）降低各支座截面弯矩，即设计值按下式计算：,M=,（,1-,）,M,e3,）结构的跨中截面弯矩取值应取弹性分析所得的最不利弯矩和按下式计算值中的较大值：,M=1.02M,0,-1/2,（,M,l,+M,r,）,（,4,）调幅后，支座和跨中截面的弯矩值均应不小于,M,0,的,1/3.,（,5,）各控制截面的剪力设计值按最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。,15,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,等跨、不等跨梁板的内力计算,*,跨度相差不大于,10%,，,q,/,g,0.3,，可直接查表求出内力系数，再求内力，教材表,2.1,、表,2.2,不等跨梁：先按弹性方法求出弯矩包罗图，再调幅，剪力仍取弹性剪力值；,不等跨板：先选定大跨内的弯矩，由平衡关系求支座弯矩，再由支座弯矩求相邻跨的弯矩,边跨,中间跨,16,三、单向板肋梁楼盖,4.,按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力,结构内力的分析方法,考虑内力重分布方法的适用范围,下列情况,不能用内力重分布,方法：,1,、直接承受动力荷载的工业与民用建筑,2,、使用阶段不允许出现裂缝的结构,3,、轻质混凝土结构、特种混凝土结构,4,、受侵蚀气体或液体作用的结构,5,、预应力混凝土结构和叠合结构,6,、肋梁楼该盖中的主梁,17,1.1.3,塑性理论计算方法,二,.,塑性内力重分布,钢混构件出现裂缝后刚度变化，塑性铰出现后产生应力重分布,以一两跨连续梁为例，演示应力重分布过程,18,1.1.3,塑性理论计算方法,M,uB,P,1,+P,2,M,uB,M,uA,支座混凝土开裂,跨中混凝,土开裂,支座出现,塑性铰,跨中,出现塑性铰,弹性阶段,弹塑性阶段,塑性阶段,第一次内力重分布,第二次内力重分布,M,uA,M,uB,P,M,l,/3,l,/3,l,l,A,B,P,1,P,1,P,1,P,1,+P,2,P,1,+P,2,P,P,按弹性理论：破坏荷载,P=P,1,按塑性理论：破坏荷载,P=P,1,+P,2,跨中,支座,19,1.1.3,塑性理论计算方法,二,.,塑性内力重分布,出现一个塑性铰，减少一次约束；截面屈服时结构未破坏。,塑性计算方法可以利用混凝土结构潜在强度，达到,节省钢筋,和,方便施工,的目的。,塑性理论计算在以下情况下不宜采用：,(1),直接承受动力荷载的结构,(2),对裂缝开展有较高要求的结构,(3),处于侵蚀环境中的结构,(4),重要结构,20,三,.,塑性理论计算方法,弯矩调幅法,1.,定义,先按弹性理论算出结构各截面的弯矩值，再对某些弯矩绝对值最大的截面进行调整，即人为地降低其弯矩值。一般为调小支座弯矩，增大跨中弯矩,调幅值,为人为降低的弯矩占原设计弯矩的比例。,1,B,M,中,应根据平衡条件计算，,M,中,尽量不超过包络图,调幅前的弯矩,调幅后的弯矩,M,B,M,B,M,1,M,1,M,中,M,中,包络图,21,1.1.3,塑性理论计算方法,3.,应用原则,(p11),(1),调幅值不宜过大，,25,%,或,20,%,（,P30,）,(2),满足静力平衡条件,(3),受压区高度限制,超筋界限,x,b,=,b,h,b,但这时屈服即破坏，为保证截面有 足够的转动能力：,0.1,h,0,x0.35,h,0,(4),采用,、,级钢筋,(,保证塑性,),(5),不等跨连续梁,(,板,),各跨中截面弯矩不宜调整,(6),增加箍筋用量,(7),结构在正常使用阶段不应出现塑性铰,22,1.1.3,塑性理论计算方法,四,.,弯矩调幅法的应用,均布荷载作用下等跨连续板,(,梁,),的弯矩和剪力值设计公式：,M,=,m,(,g,+,p,),l,V,=,v,(,g,+,p,),l,0,m,弯矩系数；,v,剪力系数；,l,计算跨度；,l,0,净跨度。,以等跨连续梁,(,板,),在均布荷载作用下情况为例说明,m,v,P31,23,