钢筋混凝土塑性铰讲解
- 格式:ppt
- 大小:1.61 MB
- 文档页数:41
钢筋混凝土塑性铰在建筑结构领域,钢筋混凝土塑性铰是一个十分重要的概念。
它对于理解和设计钢筋混凝土结构的抗震性能、承载能力以及变形能力都有着至关重要的作用。
要理解钢筋混凝土塑性铰,首先得明白什么是铰。
简单来说,铰就是一种能够让构件自由转动的连接装置。
在力学中,铰可以承受力,但不能传递弯矩。
而塑性铰则是一种特殊的铰,它是由于材料的塑性变形而形成的。
钢筋混凝土结构在承受荷载的过程中,当某些部位的应力超过了材料的屈服强度,就会产生塑性变形。
在这个过程中,如果变形集中在一个特定的区域,这个区域就形成了塑性铰。
塑性铰的出现意味着结构的受力状态发生了重大变化。
那么,钢筋混凝土塑性铰是如何形成的呢?这通常与结构中的梁、柱等构件有关。
以钢筋混凝土梁为例,当荷载逐渐增加,梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度,开始产生塑性变形。
随着荷载的进一步增加,受拉区的混凝土逐渐开裂,受压区的混凝土也开始逐渐进入塑性状态。
当整个梁的变形达到一定程度时,在某个截面处就形成了塑性铰。
塑性铰的形成有几个显著的特点。
首先,它具有一定的转动能力。
这使得结构在受到较大变形时,能够通过塑性铰的转动来调整内力分布,从而避免结构的突然破坏。
其次,塑性铰具有一定的耗能能力。
在塑性铰转动的过程中,结构会吸收和消耗一部分能量,这对于减轻地震等动力荷载对结构的破坏具有重要意义。
钢筋混凝土塑性铰对于结构的性能有着多方面的影响。
从承载能力的角度来看,塑性铰的出现使得结构能够承受更大的变形,从而提高了结构的极限承载能力。
然而,这并不意味着可以无限制地依赖塑性铰来提高承载能力,因为过度的塑性变形可能会导致结构的使用功能受损甚至完全破坏。
在抗震设计中,钢筋混凝土塑性铰的作用更是不可忽视。
地震作用是一种动态的、反复的荷载,结构在地震作用下需要具备良好的变形能力和耗能能力。
通过合理地设计塑性铰的位置和数量,可以使结构在地震作用下能够有效地耗散能量,减少地震对结构的破坏。
为了保证钢筋混凝土塑性铰能够发挥其应有的作用,在设计和施工过程中需要采取一系列的措施。
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。
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)。
简述钢筋混凝土塑性铰的特点和分类。
1:正文:钢筋混凝土塑性铰是指在结构发生剪力超过一定程度时,不会发生失稳破坏,而是通过塑性变形来吸收和分散能量的一种构造形式。
它具有以下特点和分类。
一:特点:1.1 塑性铰具有良好的延性和能量吸收能力,能够在地震等极限荷载的作用下发挥出较好的抗震性能。
1.2 塑性铰的构造简单、安装方便,施工比较容易实施。
1.3 塑性铰可实现结构的互换性,使得结构的设计更加灵活多变。
1.4 塑性铰有很好的耗能性能,能够有效减小结构的动力响应,提高其耐震性。
二:分类:2.1 基于刚度和塑性铰的呈现方式,塑性铰可分为硬铰和软铰。
2.2 基于塑性铰的相对位置,塑性铰可分为相对固定式铰和相对移动式铰。
2.3 基于塑性铰的排列形式和布局,塑性铰可分为集中式铰和分布式铰。
2.4 基于不同的抗震设计要求和性能需求,塑性铰可选择合适的设计参数和材料。
结尾:附件:本文档无附件。
法律名词及注释:无。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2:正文:钢筋混凝土塑性铰是指在钢筋混凝土结构中采用一定的构造形式,通过塑性变形来消耗能量,并且不会发生失稳破坏的铰连接。
钢筋混凝土塑性铰具有以下特点和分类。
一:特点:1.1 高度延性:钢筋混凝土塑性铰能够在地震等荷载作用下发生大变形,具有良好的延性,能够吸收和耗散地震能量。
1.2 碎裂能力:钢筋混凝土材料在进一步变形前,能够发挥较好的碎裂能力,有助于控制结构的裂缝扩展。
1.3 修复能力:塑性铰破坏后,可以通过修复或更换来恢复原有的抗震性能。
1.4 抗震性能可控:通过调节和设计塑性铰的参数和布置方式,可以根据具体的抗震性能要求来实现设计控制。
二:分类:2.1 基于刚度和塑性铰的呈现方式,塑性铰可分为硬铰和软铰。
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。
引言概述:
钢筋混凝土塑性铰是一种用于结构抗震设计的关键构件之一。
作为结构中的脆弱环节,塑性铰在地震发生时能够发挥出良好的延性,吸收地震能量,保护主体结构免受破坏。
本文将详细介绍钢筋混凝土塑性铰的概念、分类及其优势,并对其在抗震设计中的应用进行详细阐述。
正文内容:
一、塑性铰的概念
1.1塑性铰的定义
1.2塑性铰的基本原理
1.3塑性铰的工作机制
二、塑性铰的分类
2.1基于抗剪应变能力的分类
2.2基于抗弯能力的分类
2.3基于抗剪和抗弯能力的综合分类
三、塑性铰的优势
3.1塑性铰的延性特点
3.2塑性铰的抗震性能
3.3塑性铰的可维修性
四、塑性铰在抗震设计中的应用
4.1塑性铰在框架结构中的应用
4.2塑性铰在梁柱结构中的应用
4.3塑性铰在核电站结构中的应用
4.4塑性铰在大跨度结构中的应用
4.5塑性铰在地震隔离结构中的应用
五、塑性铰的设计与施工要点
5.1塑性铰的设计原则
5.2塑性铰的设计参数
5.3塑性铰的施工工艺
5.4塑性铰的质量控制
5.5塑性铰的监测与维护
总结:
钢筋混凝土塑性铰作为结构抗震设计的关键构件,在地震中发挥着重要作用。
通过本文对塑性铰的概念、分类、优势以及在抗震设计中的应用进行详细的阐述,可以了解到塑性铰的工作原理及其在结构中的作用机制。
本文还对塑性铰的设计与施工要点进行了详细的介绍,以帮助读者更全面地理解和应用于实践。
钢筋混凝土塑
性铰的研究和应用将进一步提升结构的抗震性能,保护人民的生命财产安全。
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。
3.2综述有关塑性铰的概念、假设、适用情形、研究和应用进展。
1.塑性铰的概念对于钢筋混凝土结构:在钢筋屈服截面,从钢筋屈服到达到极限承载力,截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得犹如一个能够转动的铰,称为“塑性铰”。
对于钢结构:在钢结构屈服的截面处产生,若不考虑几个分析中钢材的应变硬化,屈服的截面会产生一个不确定的转动,但可以承受一定的约束弯矩,像一个可以转动的较,称为“塑性铰”。
2.有关塑性铰的假设大多数的塑形分析中,我们假设塑性铰集中于一个点,但是实际上塑性去时发展到了一定的长度,这个区域我们称为塑性区。
塑形铰的长度取决于结构的荷载,边界条件,截面的几何形状。
为了简化计算,认为塑性区仅集中在塑性铰截面,杆件的其它部分都保持弹性。
如下图(a)所示。
当在外荷载作用下,杆件的某一截面达到塑性弯矩Mp以后,该截面除可以传递该弯矩外,在力矩作用方向上允许有任意大小的转动,但不能传递大于Mp的弯矩。
当荷载反向作用(或卸载)时,塑性铰恢复弹性,可以传递反方向弯矩,但不能任意转动,只有当反方向弯矩达到塑性弯矩时,才会形成反向的塑性铰。
如下图(b)所示。
3.塑性铰的适用情况塑性铰适用于塑性设计时,在《GB50017-2003 钢结构设计规范》中第9章塑性设计的适用范围是超静定梁、单层框架和两层框架。
对两层以上的框架,目前我国的理论研究和实践经验较少,故未包括在内。
两层以上的无支撑框架,必须按二阶理论进行分析或考虑P—△效应。
两层以上的钉支撑框架,则在支撑构件的设计中。
必须考虑:阶(轴力)效应。
如果设计者掌握了二阶理论的分析和设计力法,并有足够的依据时。
也不排除在两层以上框架设计中采用塑性设计。
塑性设计要求某些截面形成塑性铰并能产生所需的转动使结构形成机构,故对构件中的板件宽厚比应严加控制,以避免由于板件局部失稳而降低构件的承载能力。
4.关于塑性铰的研究和应用进展对于超静定的梁,在所受荷载较大而产生应力重分布时,只要各梁的塑性截面强度满足要求,则整个梁系不会形成几何可变机构,整个梁系为安全。
钢筋混凝土构件塑性铰区纵向钢筋屈曲约束构造范本一:一:引言1.1 背景和目的1.2 文档结构二:塑性铰区的概念和应用2.1 塑性铰区的定义2.2 塑性铰区的作用与重要性2.3 塑性铰区在钢筋混凝土构件中的应用三:纵向钢筋屈曲约束构造的类型3.1 经典约束构造3.2 现代约束构造3.3 抗震约束构造四:钢筋混凝土构件中塑性铰区的设计原则4.1 确定设计截面4.2 纵向钢筋设计4.3 环向钢筋设计4.4 锚固长度的确定五:塑性铰区的分析和验算5.1 塑性铰区的分析方法5.2 塑性铰区的验算方法5.3 塑性铰区的性能评估六:塑性铰区的施工要求6.1 钢筋的布置要求6.2 混凝土浇筑要求6.3 锚固件的施工要求七:实例分析7.1 柱-梁节点的塑性铰区设计7.2 梁端接头的塑性铰区设计7.3 梁柱连接件的塑性铰区设计八:结论附件:相关图纸和报告法律名词及注释:- 塑性铰区:在结构受力过程中能推进再发,起到延缓结构失稳破坏的作用。
- 纵向钢筋屈曲约束构造:通过在混凝土构件中设置钢筋,以限制混凝土在压力作用下的纵向收缩和膨胀。
范本二:一:介绍1.1 研究背景1.2 研究目的二:相关概念和术语2.1 钢筋混凝土构件2.2 塑性铰区2.3 纵向钢筋2.4 屈曲约束构造三:塑性铰区的设计原则3.1 安全性设计原则3.2 经济性设计原则3.3 实用性设计原则四:塑性铰区的分析和计算方法4.1 塑性铰区的力学模型4.2 塑性铰区的受力分析方法4.3 塑性铰区的计算方法五:塑性铰区的施工要求5.1 钢筋的布置与连接5.2 混凝土浇筑与养护5.3 锚固长度的选择与施工六:塑性铰区的性能评估6.1 塑性铰区的刚度与延性评估6.2 塑性铰区的穩定性评估6.3 塑性铰区的韧性评估七:案例分析7.1 柱-梁节点的塑性铰区设计与应用7.2 梁端连接处的塑性铰区设计与应用7.3 梁柱结点的塑性铰区设计与应用八:结论附件:相关图纸、计算结果及分析报告法律名词及注释:- 塑性铰区:一种在结构受力过程中能够发展承载能力的机构,在结构受力过程中能够产生可逆延性变形的区域。
钢筋混凝土塑性铰在建筑工程领域,钢筋混凝土结构是一种广泛应用的结构形式。
而其中的“塑性铰”概念,对于理解和设计钢筋混凝土结构的性能具有至关重要的意义。
要明白钢筋混凝土塑性铰,首先得了解什么是铰。
铰,简单来说,就是能让物体相对转动的连接部件。
在机械中,常见的铰就像门轴一样,能让门顺畅地开合。
那在钢筋混凝土结构里,塑性铰又是什么呢?想象一下,一根钢筋混凝土梁,在受到逐渐增大的外力作用时,起初它会像一个坚强的“战士”,努力抵抗着外力的侵袭,自身的变形相对较小。
但当外力增大到一定程度,梁的某个部位就会发生比较明显的变形,就好像这部分“屈服”了,不再像之前那样刚硬,这个部位就形成了塑性铰。
塑性铰的出现,使得结构的受力性能发生了显著变化。
在达到塑性铰状态之前,结构的变形通常较小,处于弹性阶段,内力和变形之间呈现线性关系。
一旦塑性铰形成,结构的变形就会迅速增大,内力的重新分布也更加明显。
那么,塑性铰是怎么形成的呢?这得从钢筋和混凝土这两种主要材料的特性说起。
混凝土抗压能力较强,但抗拉能力很弱。
而钢筋则具有良好的抗拉性能。
在梁中,通常底部配置受拉钢筋。
当荷载增加时,梁底部的受拉区混凝土首先开裂。
随着荷载继续增大,受拉钢筋逐渐屈服,变形增大,最终在某个截面形成了塑性铰。
塑性铰的形成有一定的条件。
首先,结构中的某个部位要具有足够的延性,也就是能够承受较大变形的能力。
这就要求钢筋有良好的塑性性能,混凝土的强度和变形能力也要合适。
其次,要有足够的配筋,以保证在塑性铰形成过程中,结构不会因为钢筋过早拉断而破坏。
塑性铰在钢筋混凝土结构设计中具有重要作用。
它可以让结构在遭遇超过设计荷载的情况下,通过内力的重新分布,避免结构的突然倒塌,从而给人们争取更多的逃生时间。
例如,在框架结构中,当某一根梁形成塑性铰后,荷载可以通过框架的作用传递到其他构件上,使得整个结构能够继续承受荷载,而不是一下子就垮掉。
然而,塑性铰的出现也并非完全是好事。
钢筋混凝土塑性铰在建筑结构领域,钢筋混凝土塑性铰是一个十分重要的概念。
要理解它,我们首先得从钢筋混凝土结构的基本特性说起。
钢筋混凝土,顾名思义,是由钢筋和混凝土这两种材料共同组成的结构。
混凝土具有抗压性能好的特点,但抗拉性能较差;而钢筋则具有良好的抗拉性能。
将它们结合在一起,就形成了一种既能抗压又能抗拉的复合材料结构。
在正常使用情况下,钢筋混凝土结构处于弹性阶段,也就是说,当外力去除后,结构能够恢复到原来的形状和尺寸。
但当外力逐渐增大,超过一定限度时,结构中的某些部位就会进入塑性阶段。
而塑性铰,就是在这个过程中出现的一个关键概念。
简单来说,塑性铰就是结构在受力过程中,某个部位由于塑性变形的集中而形成的类似于铰的区域。
想象一下,一根钢筋混凝土梁在承受逐渐增大的荷载时。
起初,梁的整个截面都在协同工作,共同抵抗外力。
但随着荷载的增加,梁的某个部位会首先达到其承载能力的极限,开始产生较大的塑性变形。
这个部位就形成了塑性铰。
塑性铰的出现,使得结构的内力分布和变形方式发生了显著的变化。
在塑性铰形成之前,结构的内力分布是按照弹性理论计算的;而塑性铰形成之后,内力会在塑性铰处重新分布,从而使得结构能够继续承受更大的荷载。
那么,塑性铰到底有哪些特点呢?首先,塑性铰具有一定的转动能力。
这意味着在塑性铰处,结构可以发生一定程度的转动,从而适应外力的作用。
这种转动能力对于结构的抗震性能至关重要。
在地震等动力作用下,结构通过塑性铰的转动来消耗能量,减轻地震对结构的破坏。
其次,塑性铰处的弯矩值是固定的。
也就是说,一旦塑性铰形成,无论外力如何变化,塑性铰处的弯矩都保持不变。
这是因为塑性铰处的材料已经达到了极限强度,无法再承受更大的弯矩。
再者,塑性铰的形成是一个逐渐发展的过程。
它不是突然出现的,而是随着塑性变形的逐渐积累而形成的。
在这个过程中,结构的性能会逐渐发生变化,从弹性阶段过渡到塑性阶段。
了解了塑性铰的特点,我们再来看看它在结构设计中的作用。
**************************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)。