连续梁、板按塑性法内力计算

1.钢筋混凝土连续梁、板内力计算 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。 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。 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。 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，既方便了施工，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。 3)按塑性内力重分布方法设计的基本原则 a、确保结构安全可靠 由于连续梁出现塑性铰后，是按简支梁工作的，因此每跨调整后的两端支座弯矩的平均值加上跨中弯矩的绝对值之和应不小于相应的简支梁跨中弯矩，即： M0 ≤(MB+MC)/2+M1 MB、MC、M1——分别为支座、和跨中截面的弯矩； M0 ——在全部荷载作用下简支梁的跨中弯矩。 此外，调整后的所有支座和跨中的弯矩的绝对值，对承受均布荷载的梁均应满足下式要求： M≥(g+q)l2/ 24 此外，必须满足刚度和裂缝宽度的要求 弯矩调幅不宜过大，以避免构件产生过宽的裂缝，降低梁的刚度并影响正常使用。根据实践证明，连续板、梁支座弯矩的调整幅度一般不应超过30%，对于q/g≤1/3的连续板、梁中，弯矩调幅不得超过15%。 此外，应保证塑性铰有足够的转动能力： 为保证在调幅截面能够形成塑性铰，且具有足够的转动能力，应限制支座截面(即调幅截面)受压区高度，规范规定，塑性铰截面中砼受压区高度应满足下式要求： x≤0.35h0 此外，应采用塑性性能较好的钢筋 为了充分发挥材料的塑性性能，满足塑性内力重分布的需要，规范规定应采用塑性性能较好的钢筋HPB235级，HRB335级和HRB400级。 4)等跨连续板、梁的内力值 对于均布荷载作用下，等跨连续板、次梁考虑塑性内力重分布的弯矩和剪力值，可按下列公式计算： 控制截面的弯矩 ： M =α(g + q)l2 式中 α— 弯矩系数，板和次梁按表7.1.3数据采用。 5)塑性内力重分布计算方法的适用范围 对下列结构不能采用塑性内力重分布方法，而应按弹性理论方法计算内力： 1 .使用阶段不允许出现裂缝，或对裂缝开展有较高要求的结构。 2 .重要部