文档介绍：1. 理解塑性铰及塑性内力重分布的概念;
2. 掌握连续梁、板按塑性理论计算内力的简化方法。
第七章钢筋混凝土楼(屋)盖
第三讲
教学目标:
塑性理论计算方法。
内力重分及塑性铰的概念
重点
难点
、板内力计算
(2)塑性理论计算法
1)塑性内力重分布计算方法的基本概念
①按弹性理论计算法的缺陷:
a 钢筋砼是两种材料组成的非匀质弹性体,在构件的截面设计中己充分考虑了其塑性性能,按破坏阶段的构件截面计算方法与按弹性理论计算的结构内力是互不协调的,材料强度未能得到充分发挥。
现浇钢筋混凝土肋形楼盖
b 弹性理论计算法是按活荷载的最不利位置时的内力包络图来配筋的,但各跨中和各支座截面的最大内力实际上并不能同时出现。
c 由于超静定结构具有多余约束,某一支座进入破坏阶段时,只是少一个多余联系,整个结构并未破坏。
d 按弹性理论计算法计算时,支座弯矩总是远大于跨中弯矩,支座配筋拥挤,构造复杂,施工不便。
②塑性铰与塑性内力重分布的概念
塑性铰与普通铰的区别:塑性铰能承受一定的弯矩,并能沿弯矩作用方向作一定限度的转动。普通的理想铰不能承受弯矩,但能自由转动。
简支梁跨中出现塑性铰后,即成为几何可变体系,将失去承载能力。而对于多跨连续的钢筋砼梁是超静定结构,支座截面出现塑性铰后,只是减少一个多余联系,还未使结构变为几何可变体系,还能继续承担后续荷载。
但这时梁的工作简图己有所改变,内力不再按原来的
规律分布,支座弯矩向跨中进行了转移,即出现了塑性内
力重分布。
值得指出的是,如按弯矩包络图配筋,支座的最大负弯矩与跨中的最大正弯距并不是在同一组荷载作用下产生的,所以当下调支座负弯矩时,在这一组荷载作用下增大后的跨中正弯矩,实际上并不大于包络图上外包线的正弯矩,因此跨中截面并不会因此而增加配筋。
由此可见,采用塑性内力重分布方法设计,可调整连续梁的支座弯矩和跨中变矩,在不增加跨中截面配筋的情况下,减少了支座截面的配筋,即方便了施工,又节省了材料,也更符合构件的实际工作情况。
2)塑性内力重分布的基本规律
根据上节课所讲内容可得出钢筋砼连续梁塑性内力重分布的基本规律如下:
①钢筋砼连续梁达到承载力极限状态的标志,不是某个截面达到极限弯距,而是必须出现足够的塑性铰,使整个结构形成可变体系。
②塑性铰出现以前,连续梁的弯矩服从弹性的内力分布规律,塑性铰出现以后,结构计算简图发生改变,随着荷载的增加,结构内力将重新分布,这种现象称为塑性内力重分布。
③按弹性理论计算,连续梁的内力与外力符合平衡条件,同时也满足变形协调关系。按塑性内力重分布方法计算,内力与外力符合平衡条件,但转角相等的变形协调关系在塑性铰截面处己不再适用。
④通过控制支座截面和跨中截面的配筋比,可以控制连续梁中塑性铰出现的早晚和位置,即控制调幅的大小和方向。