粱的内力重分布及塑性设计的相关学习报告

内力组合及内力调整

7 内力组合及内力调整 内力组合 各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行增幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的（支座边缘处的）内力值。 1）、在恒载和活载作用下，跨间max M 可以近似取跨中的M 代替，在重力荷载代表值和水平地震作用下，跨内最大弯矩max M 采用解析法计算：先确定跨内最大弯矩max M 的位置，再计算该位置处的max M 。当传到梁上的荷载为均布线荷载或可近似等效为均布线荷载时，按公式7-1计算。计算方式见图7-1、7-2括号内数值，字母C 、D 仅代表公式推导，不代表本设计实际节点标号字母。 2max 182M M M ql +≈-右左 且满足2max 1 16 M ql = （7-1） 式中：q ——作用在梁上的恒荷载或活荷载的均布线荷载标准值； M 左、M 右——恒载和活载作用下梁左、右端弯矩标准值； l ——梁的计算跨度。 2）、在重力荷载代表值和地震作用组合时，左震时取梁的隔离体受力图，见图7-1所示, 调幅前后剪力值变化,见图7-2。 图7-1 框架梁内力组合图

图7-2 调幅前后剪力值变化 图中：GC M 、GD M ——重力荷载作用下梁端的弯矩； EC M 、CD M ——水平地震作用下梁端的弯矩 C R 、 D R ——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端支座反力。 左端梁支座反力：()C 1 =2GD GC EC ED ql R M M M M l --++； 由0M d dx =，可求得跨间max M 的位置为:1C /X R q = ； 将1X 代入任一截面x 处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为： 弯矩最大点位置距左端的距离为1X ，1=/E X R q ；()101X ≤≤； 最大组合弯矩值：2max 1/2GE EF M qX M M =-+； 当10X <或11X >时，表示最大弯矩发生在支座处，取1=0X 或1=X l ，最大弯矩组合设计值的计算式为：2max C 11/2GE EF M R X qX M M =--+； 右震作用时，上式中的GE M 、EF M 应该反号。 柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得的柱端内力值，宜换算到控制截面处的值。为了简化计算，也可以采用轴线处内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第条规定：A 级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%；B 级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。 框架梁控制截面的内力组合 1、不考虑地震作用组合下的梁端弯矩设计值的组合。 ①、基本组合： Qk Gk S S M 4.12.1+=；Qk Gk S S M ??+=7.04.135.1； ②、风荷载作用下的不利组合（不考虑活载）： )(4.12.1左Wk Gk S S M +=；)(4.12.1右Wk Gk S S M +=； ③、风荷载作用下的有利组合（不考虑活载）： )(4.10.1左Wk Gk S S M +=；)(4.10.1右Wk Gk S S M +=； ④、风荷载作用下的不利组合（考虑活载）： ())(4.14.19.02.1左Wk Qk Gk S S S M ++=；())(4.14.19.02.1右Wk Qk Gk S S S M ++=； ⑤、风荷载作用下的有利组合（考虑活载）： ())(4.14.19.00.1左Wk Qk Gk S S S M ++=；())(4.14.19.00.1右Wk Qk Gk S S S M ++=； 2、考虑地震作用组合下的梁端弯矩设计值的组合。 ()（左）Ek Qk Gk S S S M 3.15.02.1++=；()（右）Ek Qk Gk S S S M 3.15.02.1++=；

混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布方法

混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布方法 （1）《混凝土结构设计规范》GB50010—2002第5章5.3节中规定：房屋建筑中的钢筋混凝土连续粱和连续单向板，宜采用考虑塑性内力重分布的分析方法，其内力值可由弯矩调幅法确定。框架、框架-剪力墙结构的梁以及双向板等，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。 按考虑塑性内力重分布的分析方法设计的结构和构件，尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。 对于直接承受动力荷载的构件，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重分布的分析方法。承受均布荷载的周边支承的双向矩形板，可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态设计，同时应满足正常使用极限状态的要求。 （2）《高规》第5章第5.l节和5.2节中规定： 高层建筑结构的内力与位移可按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。 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，并应符合下列规定： 1）装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为O.7～0.8；现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8～0.9. 2）框架梁端负弯矩调幅后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大；

3）应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合； 4）截面设计时，框架梁跨中截面正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设计值的50%。 在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于O.5。 （3）钢筋混凝土材料的结构构件具有塑性变形内力重分布的性能。连续单向板及双向板按塑性计算降低支座弯矩加大跨中弯矩，如果施工中操作人员踩支座钢筋减小板计算有效高度`h_o`.对提高板的承载力是有利的。框架梁和连粱在竖向荷载作用下梁端弯矩进行调幅加大跨中弯矩，对活荷载的不利分布影响是有效的措施。 （4）梁和板考虑塑性变形内力重分布及按弹性计算时，在正常使用情况下都不应出现裂缝。 《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》CECS51：93第3.0.5条规定：经弯矩调整后，构件在使用阶段不应出现塑性铰；同时，构件在正常使用极限状态下的变形和裂缝宽度应符合现行的国家标准《混凝土结构设计规范》的规定。

建筑施工：混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布方法

建筑施工：混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布方法（1）《混凝土结构设计规范》GB500102002第5章5.3节中规定： 房屋建筑中的钢筋混凝土连续粱和连续单向板，宜采用考虑塑性内力重分布的分析方法，其内力值可由弯矩调幅法确定。框架、框架-剪力墙结构的梁以及双向板等，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。 按考虑塑性内力重分布的分析方法设计的结构和构件，尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。 对于直接承受动力荷载的构件，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重分布的分析方法。承受均布荷载的周边支承的双向矩形板，可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态设计，同时应满足正常使用极限状态的要求。 （2）《高规》第5章第5.l节和5.2节中规定： 高层建筑结构的内力与位移可按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。 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，并应符合下列规定： 1）装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为O.7～0.8；现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8～0.9. 2）框架梁端负弯矩调幅后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大；

3）应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合； 4）截面设计时，框架梁跨中截面正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设计值的50%. 在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于O.5. （3）钢筋混凝土材料的结构构件具有塑性变形内力重分布的性能。 连续单向板及双向板按塑性计算降低支座弯矩加大跨中弯矩，如果施工中操作人员踩支座钢筋减小板计算有效高度`h_o`.对提高板的承载力是有利的。框架梁和连粱在竖向荷载作用下梁端弯矩进行调幅加大跨中弯矩，对活荷载的不利分布影响是有效的措施。 （4）梁和板考虑塑性变形内力重分布及按弹性计算时，在正常使用情况下都不应出现裂缝。 《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》CECS51：93第3.0.5条规定：经弯矩调整后，构件在使用阶段不应出现塑性铰；同时，构件在正常使用极限状态下的变 形和裂缝宽度应符合现行的国家标准《混凝土结构设计规范》的规定。

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

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。