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剪力墙塑性铰的问题

剪力墙塑性铰的问题
剪力墙塑性铰的问题

高规7.2.6条,一级剪力墙,底部加强部位弯矩不放大,其它部位放大1.2,条文说明解释是为了使底部加强部位出现塑性铰,其它部位不出现,为什么啊?不是底部加强部位更重要一些吗?并且其它部位放大弯矩能保证底部加强部位出现塑性铰?

答案: 高层建筑底部的剪力较大,因此地震时,底部先出现破坏,汶川地震可以发现,而剪切破坏是脆性破坏,弯曲破坏是延性破坏,为了防止大震不倒,因此必须保证强剪弱弯,就是底部在大震时保证是弯曲破坏,而不是剪切破坏,因此人为控制底部的破坏模式就成为关键,这就是设计时,人为加大底部的抗剪承载力,避免发生剪切破坏,同时抗弯承载力不加大,就是为了使其大震时,出现弯曲破坏,这就是为何底部弯矩不放大的原因,通过底部加强,主要是为了提高底部混凝土的极限变形能力,耗散地震能量,防止大震不倒,而主要不是提高底层的抗震承载力。因为约束边缘构件的箍筋能够提高混凝土的极限压应变,提高延性,剪力墙两端的约束边缘构件相当于边框,约束混凝土,提高混凝土的变形能力。同时,底部出现塑性铰比上部出现塑性铰更能释放整个建筑的自由度,也就更能耗散更多的地震输入能量,从而最大限度的保证“大震不倒”!

看6. 2.7条条文说明:6.2.7 对一级抗震墙规定调整截面的组合弯矩设计值,目的是通过配筋方式迫使塑性铰区位于墙肢的底部加强部位。89规范要求底部加强部位的组合弯设计值均按墙底截面的设计值采用,以上一般部位的组合弯矩设计值按线性变化,对于较高的房屋,会导致与加强部位相邻一般部位的弯矩取值过大。2001规范改为:底部加强部位的弯矩设计值均取墙底部截面的组合弯矩设计值,底部加强部位以上,均采用各墙肢截面的组合弯矩设计值乘以增大系数,但增大后与加强部位紧邻一般部位的弯矩有可能小于相邻加强部位的组合弯矩。本次修订,改为仅加强部位以上乘以增大系数。主要有两个目的:一是使墙肢的塑性铰在底部加强部位的范围内得到发展,不是将塑性铰集中在底层,甚至集中在底截面以上不大的范围内,从而减轻墙肢底截面附近的破坏程度,使墙肢有较大的塑性变形能力;二是避免底部加强部位紧邻的上层墙肢屈服而底部加强部位不屈服。当抗震墙的墙肢在多遇地震下出现小偏心受拉时,在设防地震、罕遇地震下的抗震能力可能大大丧失;而且,即使多遇地震下为偏压的墙肢而设防地震下转为偏拉,则其抗震能力有实质性的改变,也需要采取相应的加强措施。双肢抗震墙的某个墙肢为偏心受拉时,一旦出现全截面受拉开裂,则其刚度退化严重,大部分地震作用将转移到受压墙肢,因此,受压肢需适当增大弯矩和剪力设计值以提高承载能力。注意到地震是往复的作用,实际上双肢墙的两个墙肢,都可能要按增大后的内力配筋。

塑性设计和弯矩调幅法(for PPT)

塑性设计和弯矩调幅法 浙江大学 童根树 2013.10.18

对GB17-88,GB50017-2003塑性设计的疑虑:?(1)可靠度会不会降低? (2)稳定设计方法是否合理: 计算长度系数与弹性设计有什么差别? (3) 可操作性:如何计算? (4)对使用极限状态的影响如何? (5)宽厚比限制过严,影响了经济性,是否可以区别对待?

10.1 一般规定 ?10.1.1本章规定适用于不直接承受动力荷载的结构,包括(1)固端梁、连续梁; (2)实腹构件组成的单层框架结构; (3)水平荷载参与的荷载组合不控制设计的2层-6层框架结构; (4)采用双重抗侧力结构的多层和高层建筑钢结构中的框架部分,结构下部1/3楼层的框架部分承担的水平力不大于该层总水平力 20%,允许框架梁逐个进行塑性设计。此时宜避免在框架柱中形成塑性铰。 (5)双重抗侧力结构的支撑(剪力墙)系统能够承担所有水平力时, 其框架可以采用塑性设计 ?[本条极大地扩大了塑性设计的应用范围,并且有可能使得塑性设计实用化]

?10.1.2 采用塑性设计的结构或构件,按承载能力极限状态设计时,应采用荷载的设计值,考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分配,用简单塑性理论进行内力分析。 ?进行正常使用极限状态设计时,采用荷载的标准值,并按弹性理论进行计算。 ?连续梁以及双重抗侧力结构中的框架梁,当能够确保仅形成梁式塑性机构时,允许对竖向重力荷载产生的梁端弯矩往下调幅10~30%、梁跨中弯矩相应增大的简化方法,代替塑性机构分析,此时柱端弯矩不因梁端弯矩调幅而修正。 水平荷载产生的弯矩不得进行调幅。

中梁放大系数的理解

对于待讨论的话题来说,用反诘解决不了问题! 既然楼上认为那篇文章可以解读这个问题,为什么不能贴出来,让大家解惑呢? 我搜到了“叶列平”先生的一篇发言稿《汶川地震建筑震害调查分析》,里面大概讲了一些楼板对柱铰形成的影响,但不够细致,可能和你掌握的那篇论文不一致。可能怕我理解能力有限读不懂吧,楼上不肯私下里给出这篇文章,但我还是建议楼上把论文亮出来,让理解能力更强的同仁看看! 针对楼上质疑我回答两点: 一、为什么都不统一用真实结构计算,这样不更能反应变形协调吗? 《高规》的变形控制是的前提是“刚性板”,和“梁刚度”没关系,我不清楚为什么两个问题总有人混淆? 顺便说一句:《高规》要求的变形控制是种失真控制,而非真正的变形。问题不是出在程序应该如何设定上,更不是出在我这,要质疑变形和内力不协调只能质疑高规的“刚性板”,但和“梁刚度”没关系。 二、叶教授的关于《汶川地震建筑震害调查分析》的文章我读过了,有见地。但没见其指出过“柱铰”的出现和梁刚度放大有关,仅见指出“和填充墙的作用、现浇楼板参与造成梁端超强有关”。 下面说一点我对“柱铰机制”形成的理解: 梁超强(或强梁弱柱)的原因不是梁刚度的放大,而是楼板钢筋的参与。梁刚度放大是在内力分析阶段讨论的问题,是种客观存在(楼板不配筋也存在),而楼板钢筋参与负弯矩分配是承载力的节点分析阶段讨论的问题。 内力分析后应用于配筋的应该是:M 柱≥η(M 梁 +M 板 ), 承载力阶段“梁”配筋时采用(M 梁+M 板 )、板筋照配, 造成实际“广义梁端”承载力为(M 梁+M 板 +M 板2 ), 形成M 柱<η(M 梁 +M 板 +M 板2 ),“柱铰机制”形成。 赵兵的论点错在:承载力阶段的问题转移到内力分析阶段解决。 内力分析阶段的梁刚度不放大,柱配筋的承载力ηM 梁1与梁刚度放大下的柱配筋的承载力ηM 梁2 比较是偏 大的, 但依然不能保证:ηM 梁1 ≥η(M梁2+M板) 即柱实际承载力≯理论强柱弱梁下柱承载力:弯矩放大*(放大梁刚度后梁端配筋+楼板参与钢筋)。 本想精心准备一下再论,但对于质疑只好草草回复了。附几篇论文及小刚架模型:《汶川地震建筑震害调查分析》、《板筋参与梁端负弯矩承载力问题的探讨》、《柱端弯矩增大系数取值对RC框架结构抗震性能影响的评估》,有关这方面的研究建议大家再看“白绍良”教授等人的文章,理解起来并不难,但愿对有心人有点帮助! 附图为用《结构力学求解器 1.5》的两张弯矩图片,一为梁刚放大,二为梁刚不放大,顺便指出:梁刚不放大时,梁端弯矩大、跨中弯矩小。

塑性铰的定义及概念

、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样地效果.称作塑性铰. 、塑性铰是一种特殊地铰,它能承受一定方向地弯矩,这是它区别于一般铰最本质地特征.在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁地变形较大,但是还能受力.塑性铰对抗震设计来说,是一个重要地概念,因为在塑性铰形成地过程中能吸取大量地地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成地位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌地后果(满足抗震设防要求)资料个人收集整理,勿做商业用途 、塑性铰与一般理想铰地区别在于:塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大地区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度地转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定地弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变地限制. 配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰地转动能力却越小.资料个人收集整理,勿做商业用途 对于直接承受动荷载地构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下地结构,不应采用考虑塑性内力充分布地分析方法.资料个人收集整理,勿做商业用途 《高规》条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅.资料个人收集整理,勿做商业用途 为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程和截面地塑性特性.要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰地概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生地塑性,它地力学特征是在截面所承受地弯矩不变地情况下有一定地转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩).塑性铰地地出现导致了连续梁地内力重分布,负弯矩地弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏!资料个人收集整理,勿做商业用途 所以考虑塑性内力重分布地受力过程是:第一阶段:首先荷载较小,跨中支座弯矩线形增加,支座弯矩大于跨中弯矩(支座弯矩始终是大于跨中弯矩地).随着荷载增大,支座达到承载能力极限,形成塑性铰.进入第二阶段:此时支座弯矩不变(事实上还有小许增加),跨中弯矩继续增加,最后跨中也出现塑性铰,结构成为机动体系,结构破坏.资料个人收集整理,勿做商业用途 在工程设计中,每次按两阶段来设计不仅繁琐,而且增加难度;因此引入了弯矩调幅这个方法,弯矩调幅,通过调低支座弯矩,来实现内力重分布地目地,但是调幅地目地不是简单地调低弯矩,而是调整跨中和支座地负弯矩!因此可以不变支座配筋通过增加跨中配筋来提高构件地极限承载力,也可以通过减少支座配筋(同时可能要增加跨中配筋)来保持按弹性计算所需地承载力.资料个人收集整理,勿做商业用途 总结:弯矩调幅法是考虑塑性内力重分布地分析方法,是与弹性设计相对地.其目地是增加构件地承载能力,充分发挥材料(混凝土)地能力.所以用了弯矩调幅法,不一定要减少支座配筋.这里地关键是塑性铰和内力重分布.这跟抗震里地“强柱弱梁”没有本质地联系,千万不要再说强柱弱梁,事实上对负弯矩调幅后是有利于抗震地.对于弯矩调幅法也不是到处能用地,对于承受动力荷载,使用上要求不出现裂缝地以及处于腐蚀性环境地都不能用该方法.资料个人收集整理,勿做商业用途 支座负弯矩调幅地优点: 、求得结构地经济.充分挖掘混凝土结构地潜力和利用其优点.增加支座地配筋不如增加跨中地配筋来地经济,因为跨中还可以利用形截面地优势,而支座不能.资料个人收集整理,勿做商业用途

什么是塑性铰

************************* * 什么是塑性铰* ************************* 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受一定方向的弯矩,这是它区别于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,因为在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位臵(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌的后果(满足抗震设防要求) 3、塑性铰与一般理想铰的区别在于: 塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大的区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度的转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定的弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变的限制。配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰的转动能力却越小。 对于直接承受动荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下的结构,不应采用考虑塑性内力充分布的分析方法。《高规》 5.23.3 条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。 为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程和截面的塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰的概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生的塑性,它的力学特征是在截面所承受的弯矩不变的情况下有一定的转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰的

对结构抗震的理解

对结构抗震的新理解 摘要:我国地理位置处于地震多发地带,房屋结构的安全是现阶段建筑行业首要关心的问题。我国抗震设计对钢筋混凝土结构提出了高延性要求,也就是要求结构在较大的屈服后塑性变形状态下仍保持其竖向荷载和抗水平力的能力。如何实现这一要求还要进一步的探究抗震设计与结构设计的关系。 关键词:抗震设计;塑性变形;剪切破坏; 下面是我借阅资料找到的几种构造措施: (一)“强柱弱梁”措施 主要是通过人为增大相对于梁的抗弯能力,使塑性铰更多的出现在柱端而不是梁端,让结构在地震引起的动力反应中形成“梁铰机构”或“梁柱铰机构”,通过框架梁的塑性变形来耗散地震能量。 根据对构件在强震下非线线动力分析可知,强震下,由于构件产生塑性变形,因此可以耗散部分地震能量,同时根据杆系结构塑性力学的分析知道,在保证结构不形成机构的要求下,“梁铰机构”或“梁柱铰机构”相对与“柱铰机构”而言,能够形成更多的塑性铰,从而能耗散更多的地震能量,因此我们需要加强柱的抗弯能力,引导结构在强震下形成更优、更合理的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”。 这一套抗震措施理念已被世界各国所接受,但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。这两种思路都承认应该优先引导梁端出塑性铰,但是双方对柱端塑性铰出现的位置和数量有分歧。 新西兰追求理想的梁铰机构,规范中底层柱的弯距增大系数比其它柱的弯距增大系数要小一些,这么做的目的是希望在强震下,梁端塑性铰形成较为普遍,底层柱塑性铰的出现比梁端塑性铰迟,而其余所有的柱截面在大震下不出现塑性铰的“梁铰机构”。但是新西兰人也不认为他们的理想梁铰方案是唯一可用的方法,他们在规范中规定可以选用两种方法,一种是上述的理想梁铰机构法,另一种就是类似于美国的方法。 美国规范的做法则希望在强震下塑性铰出现较早,柱端塑性铰形成较迟,梁端塑性铰形成得较普遍,柱端塑性铰可能要形成得要少一些的“梁-柱塑性铰机构”(柱端塑性铰可以在任何位置形成,这一点是与新西兰规范的做法是不同的)。中国规范和欧洲EC8规范也是采用与美国类似的方法。 (二)“强剪弱弯”措施

塑性铰的定义及概念

塑性铰得定义及概念 1、适筋梁(或柱,当主要就是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样得效果。称作塑性铰。 2、塑性铰就是一种特殊得铰,它能承受一定方向得弯矩,这就是它区别于一般铰最本质得特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁得变形较大,但就是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,就是一个重要得概念,因为在塑性铰形成得过程中能吸取大量得地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成得位置(比如在梁端而不就是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌得后果(满足抗震设防要求) 3、塑性铰与一般理想铰得区别在于:塑性铰不就是集中在一点,而就是形成一小段局部变形很大得区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度得转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定得弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类与砼极限压应变得限制。配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰得转动能力却越小。 对于直接承受动荷载得构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下得结构,不应采用考虑塑性内力充分布得分析方法。

《高规》5、23、3条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。 为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程与截面得塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰得概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生得塑性,它得力学特征就是在截面所承受得弯矩不变得情况下有一定得转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰得得出现导致了连续梁得内力重分布,负弯矩得弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏! 所以考虑塑性内力重分布得受力过程就是:第一阶段:首先荷载较小,跨中支座弯矩线形增加,支座弯矩大于跨中弯矩(支座弯矩始终就是大于跨中弯矩得)。随着荷载增大,支座达到承载能力极限,形成塑性铰。进入第二阶段:此时支座弯矩不变(事实上还有小许增加),跨中弯矩继续增加,最后跨中也出现塑性铰,结构成为机动体系,结构破坏。 在工程设计中,每次按两阶段来设计不仅繁琐,而且增加难度;因此引入了弯矩调幅这个方法,弯矩调幅,通过调低支座弯矩,来实现内力重分布得目得,但就是调幅得目得不就是简单得调低弯矩,而就是调整跨中与支座得负弯矩!因此可以不变支座配筋通过增加跨中配筋来提高构件得极限承载力,也可以

【结构设计】学习静力弹塑性分析方法总结

学习静力弹塑性分析方法总结 静力弹塑性分析(Push-over)方法最早是1975年由Freeman等提出的,以后虽有一定发展,但未引起更多的重视.九十年代初美国科学家和工程师提出了基于性能(Performance-based)及基于位移(Displacement-based)的设计方法,引起了日本和欧洲同行的极大兴趣,Push-over方法随之重新激发了广大学者和设计人员的兴趣,纷纷展开各方面的研究.一些国家抗震规范也逐渐接受了这一分析方法并纳入其中,如美国ATC-40、FEMA-273&274、日本、韩国等国规范.我国2001规范提出“弹塑性变形分析,可根据结构特点采用静力非线性分析或动力非线性分析”,这里的静力非线性分析,即主要即是指Push-over分析方法. 1、Push-over方法的基本原理和实施步骤 (1)基本原理 Push-over方法从本质上说是一种静力分析方法,对结构进行静力单调加载下的弹塑性分析.具体地说即是,在结构分析模型上施加按某种方式模拟地震水平惯性力的侧向力,并逐级单调加大,构件如有开裂或屈服,修改其刚度,直到结构达到预定的状态(成为机构、位移超限或达到目标位移).其优点突出体现在:较底部剪力法和振型分解反应谱法,它考虑了结构的弹塑性特性;较时程分析法,其输入数据简单,工作量较小. (2)实施步骤 (a)准备结构数据:包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等; (b)计算结构在竖向荷载作用下的内力(将与水平力作用下的内力叠加,作为某一级水 平力作用下构件的内力,以判断构件是否开裂或屈服);

(c)在结构每层的质心处,沿高度施加按某种分布的水平力,确定其大小的原则是:水平力产生的内力与(b)步计算的内力叠加后,恰好 使一个或一批件开裂或屈服; (d)对于开裂或屈服的杆件,对其刚度进行修改后,再增加一级荷载,又使得一个或一批杆件开裂或屈服; (e)不断重复(c)、(d)步,直到结构达到某一目标位移(对于普通Push-over方法)、或结构发生破坏(对于能力谱设计方法). 2、Push-over方法研究进展 (1)Push-over方法对结构性能评估的准确性 许多研究成果表明,Push-over方法能够较为准确(或具有一定的适用范围)反映结构的地震反应特征.Lawson和Krawinkler对6个 2~40层的结构(基本周期为0.22~2.05秒)Push-over分析结果与动力时程分析结果比较后,认为对于振动以第一振型为主、基本周期在2秒以内的结构,Push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形,同时也能揭示弹性设计中存在的隐患(包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等).Fajfar通过7层框剪结构试验结果与Push-over方法分析结果的对比得出结论,Push-over方法能够反映结构的真实强度和整体塑性机制,因此适宜于实际工程的设计和已有结构的抗震鉴定.Peter对9层框剪结构的弹塑性时程分析结果与Push-over方法分析结果进行了对比,认为无论是框架结构还是框剪结构,两种方法计算的结构最大位移和层间位移均很一致.Kelly考察了一幢17层框剪结构和一幢9层框架结构分别在1994年美国Northridge地震和1995年日本神户地震中的震害,并采用Push-over方法对两结构进行分析,发现Push-over方法能够对结构的最大反应和结构损伤进行合理地估计.Lew对一幢7层框架结构进行了非线性静力分析和非线性动力分析,发现非线性静力分析估计的构件的变形与非线性动力分析多条波计算结果的平均值大致相同.笔者曾对6榀框架(层数为3~16,基本周期为0.59~2.22秒)进行了Push-over分析与动力时程分析,发现两

塑性铰理解

塑性铰理解 一、什么是塑性铰 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受一定方向的弯矩,这是它区别于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,因为在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌的后果(满足抗震设防要求) 3、塑性铰与一般理想铰的区别在于:塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大的区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度的转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定的弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变的限制。配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰的转动能力却越小。 对于直接承受动荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等

情况下的结构,不应采用考虑塑性内力充分布的分析方法。 《高规》5.23.3条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。 二、为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程和截面的塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰的概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生的塑性,它的力学特征是在截面所承受的弯矩不变的情况下有一定的转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰的的出现导致了连续梁的内力重分布,负弯矩的弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏! 所以考虑塑性内力重分布的受力过程是:第一阶段:首先荷载较小,跨中支座弯矩线形增加,支座弯矩大于跨中弯矩(支座弯矩始终是大于跨中弯矩的)。随着荷载增大,支座达到承载能力极限,形成塑性铰。进入第二阶段:此时支座弯矩不变(事实上还有小许增加),跨中弯矩继续增加,最后跨中也出现塑性铰,结构成为机动体系,结构破坏。 在工程设计中,每次按两阶段来设计不仅繁琐,而且增加难度;因此

钢筋混凝土连续梁塑性内力重分布浅析

钢筋混凝土连续梁塑性内力重分布浅析 钢筋混凝土连续梁、板结构在建筑中应用十分广泛,一些物殊结构,如水池的顶和底板,烟囱的板式基础也都是连续梁、板结构,因此结构计算和构造的正确性,对建筑的安全使用和经济效益有着非常重要的意义。 钢筋混凝土连续梁属于超静定结构,其内力分布与各截面间的刚度比值有关。按弹性理论计算时,内力与荷载成线性关系。内力分布规律始终不变,即认为结构的刚度不变,显然这与钢筋混凝土结构受力性能不符。事实上由于混凝土受拉区裂缝的出现和开展,受压区混凝土的塑性变形,特别是受拉钢筋屈服后的塑性变形,各截面刚度比值不断变化,内力与荷载不再是线性的,而是非线性的,即结构的内力分布规律与按弹性理论计算的分布规律不同,因此在连续梁实际受力过程中,就要考虑塑性内力重分布的问题,这样就能真实正确的计算连续梁的承载能力。笔者就下面几个方面浅谈对塑性内力重布的理解。 一、超静定结构才有内力的塑性重分布 静定结构的内力分布规律(不是指数值)是由静力平衡条件确定的,与截面几何特征、材料及荷载的增大等无关。所以静定期结构不存在内力的重分布问题。可见,内力塑性重分布的研究对象是超静定结构中的内力,相当于超静定钢筋混凝土结构的结构力学。 二、内力塑性重分布的阶段性 内力的塑性重分布可分为两个阶段,第一阶段是由于截面间刚度比例的改变,引起了内力不再服从弹性理论规律,而按弹塑性规律分布,通常指从截面开裂至第一个塑性铰即将形成的那个过程。第二阶段是指由于塑性铰的出现改变了结构的计算图式从而使内力经历了一个重新分布的过程。显然和二阶段的内力重分布比第一阶段的内力重分布显著得多。所以严格地说,第一阶段是内力的弹塑性重分布,而第二阶段才是真正的内力塑性重分布。在和二阶段中,内力重分布的发展程度,主要取决于塑性铰的转动能力。如果首先出现的塑性铰都具有足够的转动能力,即能保证紧后一个使结束构变为几何可变体系的塑性铰的形成(保证结构不因其他原因如受剪而破坏),就称职为完全的内力重分布,如果在塑性铰的转动过程中混凝土被压碎,而这时另一塑性铰的尚未形成,则称为不完全的内力重分布。 三、考虑内力塑性重分布计算方法与此同时弹性理论计算方法的区别 (1)考虑内力塑性重分布的计算比较真实。按弹性理工科论求得的内力,在出现裂缝之后的超静定结构中是不真实的,现在通常采用的内力按弹性理论计算,而截面按极限状态设计的设计方法是自相联系矛盾的,并且弹性理论对超静定结构破坏的判别只是以在一截面出现塑性能铰为依据,故不能真实地估计结构的承载能力。但是考虑内力塑性重分布后所求得的内力是比较真实的,也克服了

浅谈静力弹塑性分析(Pushover)的理解与应用

浅谈静力弹塑性分析(Pushover )的理解与应用 摘要:本文首先介绍采用静力弹塑性分析(Pushover )的主要理论基础和分析方法,以Midas/Gen 程序为例,采用计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和过程,表明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方法。 关键词:静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点 一、基本理论 静力弹塑性分析方法,也称Pushover 分析法,是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方法,在一定精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。简要地说,在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力或侧向位移,单调加荷载(或位移)并逐级加大;一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作),进而修改结构总刚度矩阵,进行下一步计算,依次循环直到控制点达到目标位移或建筑物倾覆为止,得到结构能力曲线,之后对照确定条件下的需求谱,并判断是否出现性能点,从而评价结构是否能满足目标性能要求。 Pushover 分析的基本要素是能力谱曲线和需求谱曲线,将两条曲线放在同一张图上,得出交会点的位移值,同位移容许值比较,检验是否满足特定地震作用下的弹塑性变形要求。能力谱曲线由能力曲线(基底剪力-顶点位移曲线)转化而来(图1)。与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系,顶点位移与谱位移为正相关关系,两种曲线形状一致。 其对应关系为: 1/αG V S a = roof roof d X S ,11γ?= , 图1 基底剪力-顶点位移曲线转换为能力谱曲线 其中1α、1γ、roof X ,1分别为第一阵型的质量系数,参与系数、顶点位移。该曲线与主要建筑材料的本构关系曲线具有相似性,其实其物理意义亦有对应,在初始阶段作用力与变形为线性关系,随着作用力的增大,逐渐进入弹塑性阶段,变形显著增长,不论对于构件,还是结构整体,都是这个规律。 需求谱曲线由标准的加速度响应谱曲线转化而来。标准的加速度响应谱纵坐标为谱加速度,横坐标为周期,将横坐标替换为谱位移,可得到加速度-位移反应谱,即需求反应谱(图2)。周期与谱位移的对应关系为: g S T S a d 22 4π=

塑性铰的定义及概念

塑性铰的定义及概念 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受一定方向的弯矩,这是它区别于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,因为在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌的后果(满足抗震设防要求) 3、塑性铰与一般理想铰的区别在于:塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大的区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度的转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定的弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变的限制。配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰的转动能力却越小。

对于直接承受动荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下的结构,不应采用考虑塑性内力充分布的分析方法。 《高规》5.23.3条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。 为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程和截面的塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰的概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生的塑性,它的力学特征是在截面所承受的弯矩不变的情况下有一定的转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰的的出现导致了连续梁的内力重分布,负弯矩的弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏! 所以考虑塑性内力重分布的受力过程是:第一阶段:首先荷载较小,跨中支座弯矩线形增加,支座弯矩大于跨中弯矩(支座弯矩始终是大于跨中弯矩的)。随着荷载增大,支座达到承载能力极限,形成塑性铰。进入第二阶段:此时支座弯矩

塑性铰

塑性铰概念 从钢筋屈服到混凝土被压碎截面不断绕中和轴转动类似于一个铰由于此铰 是在截面发生明显的塑性形变后形成的故称其为塑性铰。 结构铰:用来连接两个固体,并允许两者之间做转动的连接,传递剪力和轴力,不传递弯矩。 铰链可能由可移动的组件构成,或者由可折叠的材料构成。最常见的是门窗上安装的铰链. 1)塑性铰的存在条件是因截面上的弯矩达到塑性极限弯矩,并由此产生转动;当该截面上的弯矩小于塑性极限弯矩时,则不允许转动。因此,塑性铰可以传递一定的弯矩,而在结构铰中弯矩为零,不能传递弯矩。 2)结构铰为双向铰,即可以在两个方向上产生相对转动,而塑性铰的转动方向必须与塑性弯矩的方向一致,不允许与塑性铰极限弯矩相反的方向转动,否则出现卸载使塑性铰消失。所以塑性铰为单向铰。 塑性铰是与理想铰相比较而言,理想铰不能承受弯矩,而塑性铰能够承受弯矩,其值即为塑性铰截面的极限弯矩。对于超静定结构,由于存在多余联系,某一截面的纵向钢筋屈服,即某一截面出现塑性铰并不能使结构立即成为破坏结构,还能承受继续增加的荷载.当继续加荷时,先出现塑性铰的截面所承受的弯矩维持不变,产生转动,没有出现塑性铰的截面所承受的弯矩继续增加,直到结构形成几何可变机构。这就是塑性变形引起的结构内力重分布,塑性铰转动的过程就是内力重分布的过程。根据超静定结构塑性铰的以上特性,可以解决工程中遇到的一些具体问题。 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受一定方向的弯矩,这是它区别于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,因为在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌的后果(满足抗震设防要求)

浅谈结构延性的重要性

浅谈结构延性的重要性 (主论文) 作者:蒋金泉 单位:云南人防建筑设计院有限公司日期:二〇一五年五月

浅谈结构延性的重要性 云南人防建筑设计院有限公司蒋金泉 【摘要】:混凝土延性设计是提升建筑结构的整体性、稳定性,减少结构受到外力时受到的破坏程度,提升建筑抗震能力,对于建筑安全以及使用者的安全都有着重要意义。本文从混凝土结构延性概念、重要性、延性设计进行了分析。 【关键词】:延性抗震性能延性设计措施构件延性结构整体延性 一、前言 在结构抗震设计时,我们通常会说,要保证结构有足够的延性,何为延性?为何延性在抗震设计中如何重要? 本文讲介绍延性的基本概念和设计中怎样实现提高结构构件和结构整体延性的方法,以及对设计过程中容易出现的误区给予总结。 二、延性的概念 在结构抗震设计时,我们通常会说,要保证结构有足够的延性,何为延性?为何延性在抗震设计中如何重要?首先看玻璃和橡胶,哪个抗压强度大?当然,这里指的是普通玻璃,不是钢化玻璃。肯定玻璃的强度要高一些,试想一下,你拿根坚硬的针,能在玻璃上能扎个孔出来吗?似乎很

难。但是,你可以很容易的在橡胶上扎个孔。尽管玻璃的强度大,但是你不会觉得玻璃更“结实”,你试着拿个锤子,可以一锤子将玻璃砸碎,但是却不会砸碎橡胶。原因在于,橡胶的变形能力大,即延性大。当材料的强度提高时,它的变性能力,即延性通常会变差。 结构设计也是一样的道理,我们不可能无限制的通过提高结构的承载能力来达到抗震的目的,原因在于:(1)地震具有不确定性,就算承载能力再高,也有可能会遭遇超过设防烈度的地震作用;(2)结构设计的基本原则应该是安全、经济、有效,承载能力设计过高,经济性差,因为设计了如此高的承载能力,花费了巨额投资,在结构服役期内却未必有地震作用;(3)更重要的是,承载力设计过高,结构的延性较差,会出现地震作用超过承载能力后,结构象玻璃一样立即产生“脆性破坏”。 框架结构中,延性设计措施概括起来有三句话:强柱弱梁,强剪弱弯,强节点强锚固。 (1)强柱弱梁,是要求结构在强震下进入塑性阶段时,塑性铰要在首先在梁端出现,而不是柱端。因为梁端塑性铰为局部破坏机制,可以利用梁端塑性铰的转动来耗能。而柱端塑性铰为整体倒塌机制,柱端一旦出现塑性铰,整个结构将会丧失承载能力。 (2)强剪弱弯,是要求结构的抗剪能力要强于抗弯能力,避免结构或构件在弯曲破坏之前已经形成剪切破坏,以保证构件、结构的延性。因为剪切破坏是一种脆性破坏,耗能能力差。 (3)强节点强锚固,是指构件在自身破坏之前,避免出现节点区破坏和钢筋锚固破坏,否则构件自身的耗能能力无法得到充分利用。

刚性连接与铰性连接

刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接合刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要就是瞧其转动刚度 ,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或就是用连于翼缘的上、下角钢与高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并与受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。抗弯承载力就是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩与剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩与腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性与柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不就是常

量,转动刚度对框架变形与承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以瞧作就是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1、刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁与柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2、在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束 达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁与柱将相互独立地转动、 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于就是否能传递弯矩,从实际上瞧,如果锚栓在翼缘的外侧,就就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载就是动力荷载,对侧

塑性铰定义简单易懂(全)

* 塑性铰* 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受一定方向的弯矩,这是它区别于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁出现塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,因为在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于出现迅速倒塌的后果(满足抗震设防要求) 3、塑性铰与一般理想铰的区别在于:塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大的区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生一定限度的转动,而理想铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受一定的弯矩,但转动能力受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变的限制。配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性

铰的转动能力却越小。 对于直接承受动荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下的结构,不应采用考虑塑性内力充分布的分析方法。 《高规》5.23.3条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。 为什么要进行支座负弯矩调幅呢? 弯矩调幅来源于受力全过程和截面的塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰的概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生的塑性,它的力学特征是在截面所承受的弯矩不变的情况下有一定的转动能力,(类似于铰,区别在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰的的出现导致了连续梁的内力重分布,负弯矩的弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏!

《钢筋混凝土结构(1)》第四组 钢筋混凝土连续梁按塑性理论设计时,

第四组: 1、钢筋混凝土连续梁按塑性理论设计时,如何保证塑性铰的转动能力?塑性铰与理想铰的区别是什么? 答:为保证塑性铰的转动能力,需要:选择塑性好的钢筋,如HPB235,HRB335的钢筋;采用低强度的混凝土,C20-C40之间的,极限压应变比较大。 限制塑性铰的转动幅度不能太大,当q/g=1/3-5之间时取20%,当q/g<1/3时,取15%。并加密塑性铰截面区段的箍筋,以起到斜截面抗剪,增加塑性铰的转动能力,改善混凝土的变形性 理想铰与塑性铰的区别:理想铰不能传递弯距,可以自由无限转动,是双向铰;塑性铰能传递弯距,在塑性弯距作用下将发生有限转动,塑性铰是一个区段,塑性铰是单向铰。 2. 轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?轴心受压构件的稳定系数如何理解?影响稳定系数的主要因素包含什么? 答:轴心受压普通箍筋短柱的破坏形态是随着荷载的增加,柱中开始出现微细裂缝,在临近破坏荷载时,柱四周出现明显的纵向裂缝,箍筋间的纵筋发生压屈,向外凸出,混凝土被压碎,柱子即告破坏。而长柱破坏时,首先在凹侧出现纵向裂缝,随后混凝土被压碎,纵筋被压屈向外凸出;凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝,侧向挠度急剧增大,柱子破坏。《混凝土结构设计规范》采用稳 定系数?来表示长柱承载力的降低程度,即?=s l N N u u /,l N u 和s N u 分别为长柱和 短柱的承载力。根据试验结果及数理统计可得?的经验计算公式:当l 0/b =8~34时,?=1.177-0.021l 0/b ;当l 0/b =35~50时,?=0.87-0.012l 0/b 。《混凝土结构设计规范》中,对于长细比l 0/b 较大的构件,考虑到荷载初始偏 心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大,?的取值比按经验公式所得到的?值还要降低一些,以保证安全。对于长细比l 0/b 小于20的构件,考虑到过 去使用经验,?的取值略微抬高一些,以使计算用钢量不致增加过多。 影响因素:轴心受压构件的稳定系数与构件两端约束情况、构件的长细比及构件的截面形状有关。 3.钢筋与混凝土为什么能够共同工作?光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用由哪几部分组成?保证粘结的构造措施有哪些? 答:钢筋和混凝土这两种材料能够结合在一起共同工作,除了二者具有相近的线膨胀系数外,更主要的是由于混凝土硬化后,钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力。同时为了保证钢筋不被从混凝土中拔出或压出,与混凝土更好地共同工作,还要求钢筋有良好的锚固。粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用主要由三部分组成:(1)钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力;(2)混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力;(3)钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。 4、解释钢筋的冷拉、冷拔、冷拉时效?钢筋经过冷加工后其力学性能会发生什么变化?

结构概念的理解

《混凝土结构设计规范》主要起草人白绍良教授对规范的解答 1.从技术术语的角度分清什么是“框架”什么是“框架结构”。 答:框架:框架结构、框架-剪力墙结构、框架-筒体结构中的框架部分。 框架结构:仅仅由框架组成的结构。(推荐答案) 框架结构——由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构(《高层建筑结构分析与设计》P44) 框架结构——由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构(规范第3页)2.《高层建筑混凝土结构技术规程》为什么要对框架结构的最大高度做出限制? 答:框架结构在25层以下是经济的,超过25层的框架其侧向相对较柔,需要根据水平位移的控制而不经济的加大构件尺寸。(《高层建筑结构分析与设计》P44) 框架结构构件接截面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移大,在地震作用下容易由于大变形而引起非结构结构的破坏。因此其建造高度受到限制。(《混凝土结构下册》P175)。 从整截面墙→整体小开口墙→壁式框架→普通框架,水平抗侧刚度会削弱到只有原来的整截 面墙的百分之几。因此剪力墙结构的位移限制条件较容易满足,而框架结构往往是位移限制条件起控制作用。(笔记) 3.《高层建筑混凝土结构技术规程》为什么对多高层建筑结构的相对层间位移(层间水平位移与层高之比)做出限制?如果某个框架结构不满足这一控制条件,请说出在不加剪力墙的情况下哪些措施可以提高框架结构的抗侧向力刚度。 答:任何构件或结构为保证其正常工作,都必须满足强度、刚度和稳定的要求。随着简直物高度的增加,对结构抗侧刚度的要求也随之提高。因为侧向位移过大,会引起主体结构的开裂甚至破坏,导致简直装修与隔墙的损坏,造成电梯运行困难,还会使居住者感觉不良。另一方面,水平位移过大,竖向荷载将产生显著的附加弯矩(即P-△效应),使结构内力增大。(《混凝土结构下册》P172) 增加柱子截面积,设支撑,合理的布置结构体系,增加水平构件刚度 4.请说明框架-剪力墙,框架-核心筒,剪力墙结构,筒中筒结构的含义。 答:框架-剪力墙结构:由框架和剪力墙共同作为承重结构。 框架-核心筒结构:由中央薄壁筒与外围的一般框架组成的高层建筑结构。 剪力墙结构:利用建筑物的外墙和永久性隔墙承重的结构。 筒中筒结构:由中央薄壁筒与外围框筒组成的高层建筑结构。(《混凝土结构下册》P177) 5.请说出剪力墙结构的优缺点。你认为采用剪力墙结构能实现每户居室自由设计的要求吗?答:因为剪力墙的抗侧刚度较大,剪力墙结构体系在水平力作用下的侧移量很小,结构的整体性好,抗震能力强,可以建造较高的建筑物。但剪力墙的布置受到建筑开间和楼板跨度的限制。墙与墙之间的间距较小,难于满足布置大空间等使用要求。(《混凝土结构下册》P 177) 我认为可以通过加大墙与墙之间的距离的办法来实现自由户型设计。 我认为采用剪力墙结构不易实现每户居室自由设计的要求。 6.框架-剪力墙结构中的剪力墙必须在两端与框架柱整体浇在一起吗?如果浇在一起,请画出两根框架柱和他们之间的剪力墙的水平剖面及柱和剪力墙的配筋构造示意图。 答:抗震墙的周边应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框;端柱截面宜与同层框架柱相同。(《抗震规范》P61 6.5.1,<混凝土规范>P195,11.7.17)试验表明,剪力墙在周期反复荷载作用下的塑性变形能力,与截面纵向钢筋的配筋、端部边缘构件范围、端部边缘构件内纵向

梁塑性内力重分布探索

梁塑性内力重分布探索 摘要在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,通过调整使梁端的负弯矩减少,相应的增加跨中弯矩,使梁的上下部钢筋分布相对均匀些。 关键词内力重分布;塑性变形;弯矩调幅 装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8;现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9,框架梁端的负弯矩条调幅后,梁跨中弯矩按平衡条件相应增大。 调幅条件是针对竖向荷载作用下的框架梁,设计中,我们对梁的配筋是见弯矩包络图,包络图的弯矩是先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,然后再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合得弯矩值, 截面设计时,框架梁跨中正截面的弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩的50%。 塑性内力重分布的原理:构建受力的时候变形是一定的,内力的分布规律也是一定的,再增加外力,结构由于几何变形,导致结构内部应力发生变化,这时内力发生重新分布的变化,如果中间材料出现塑性变形,就叫做塑性内力重分布。 首先是混凝土受弯构建塑性铰的形成。 这里我们浅说一下塑性铰与理想铰是两个不同的概念,时常讲到这里,大家容易把两者混淆, 理想铰不能传递内力,但是可以自由的转动,而塑性铰是可以传递一定的弯矩,极限弯矩,仅能在极限弯矩的作用下按极限弯矩作用的方向才生一定的转动,塑性铰不是发生在一个点,而是发生在局部的区域内。把塑性铰认为成实际的一点的实际的铰点是错误的理解。 我们现在设计的结构体系一般都是超静定结构,对于静定结构,当任意截面出现塑性铰时,就可使其变成了几何可变体系而丧失了承载能力,对于超静定结构,本身存在很多多余约束,构件某处出现塑性铰,并不能立刻时期变成可变体系,构件可以继续承载力,知道结构体系变成几何可变体系。 设计中哪些构建可以考虑塑性内力重分布而考虑调幅方法的呢 房屋建筑中钢筋混凝土连续梁和连续单向板,宜采用考虑内力重分布分析方法,内力由弯矩调幅法确定,框架框剪结构的梁以及双向板,经过弹性分析求得内力后,也可对支座或节点弯矩进行调幅,并确定相应的跨中弯矩。

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