混凝土结构的分析方法
混凝土结构应力分析技术规程

混凝土结构应力分析技术规程混凝土结构应力分析技术规程一、前言混凝土结构是建筑工程中一种常用的结构形式,它具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。
而混凝土结构的应力分析则是其设计和施工中必不可少的一环。
本文将为大家介绍混凝土结构应力分析的技术规程。
二、应力分析的基本原理混凝土结构应力分析的基本原理是弹性力学原理。
在进行应力分析时,需要考虑混凝土的受力情况,以及混凝土与钢筋的相互作用。
在计算过程中,需要将混凝土结构划分为若干个较小的单元,然后根据弹性力学原理对每个单元进行应力分析,最终得出整个结构的受力情况。
三、应力分析的步骤1. 确定结构的几何形状和荷载情况在进行应力分析之前,需要先确定混凝土结构的几何形状和荷载情况。
几何形状包括结构的大小、形状和分布等;荷载情况包括结构所承受的静载荷、动载荷等。
2. 划分结构为若干个单元将结构划分为若干个单元是应力分析的重要步骤。
单元的数量和大小应根据结构的几何形状和荷载情况来确定。
一般来说,单元的数量越多,计算结果越精确,但计算量也会增加。
3. 进行应力分析对每个单元进行应力分析。
应力分析的方法包括数值计算方法和解析计算方法。
数值计算方法包括有限元法和边界元法等;解析计算方法包括弹性力学解和能量原理等。
4. 计算结构的应力和变形根据应力分析结果,计算结构的应力和变形。
应力包括轴力、弯矩和剪力等;变形包括挠度、位移和变形角等。
5. 对计算结果进行校核和评估对计算结果进行校核和评估,以确定计算结果的可靠性和精度。
校核和评估的方法包括对比实测结果、进行灵敏度分析等。
四、应力分析中需要注意的问题1. 混凝土的非线性特性混凝土是一种非线性材料,其应力-应变关系不是线性的。
因此,在进行应力分析时,需要考虑混凝土的非线性特性,采用相应的计算方法进行分析。
2. 钢筋的作用在混凝土结构中,钢筋起到增强混凝土强度和刚度的作用。
因此,在进行应力分析时,需要考虑钢筋的作用,采用相应的计算方法进行分析。
混凝土结构的损伤分析与评估

混凝土结构的损伤分析与评估混凝土结构是建筑工程中广泛使用的材料,其承重能力和耐久性均较高。
然而,随着时间的推移,混凝土结构不可避免地会受到一定程度的损伤。
针对混凝土结构的损伤问题,我们需要进行损伤分析与评估,以确定需要采取何种措施进行修缮和维护。
1. 混凝土结构的损伤类型混凝土结构常见的损伤类型主要包括裂缝、腐蚀和变形。
混凝土结构中的裂缝多种多样,可以分为干裂和湿裂,还可以按照分布情况分为面裂、纵裂、横裂等。
腐蚀主要是指混凝土内部钢筋的腐蚀,因为钢筋腐蚀后会产生体积膨胀,导致混凝土表面出现爆破和鼓包现象。
变形则是指由于地震、荷载等外力和混凝土侧向膨胀等内因素引起的结构变形。
2. 损伤分析方法针对混凝土结构的损伤,常用的分析方法包括视察法、无损检测和静载试验。
视察法主要是通过观察混凝土表面的裂缝、成分均匀性等来初步判断是否存在损伤,但其局限在于无法深入结构内部进行分析。
无损检测则可以更加全面地评估混凝土结构的损伤情况,包括声波检测、电测法、X射线探测等多种检测方式。
静载试验则是通过施加一定的荷载来评估混凝土结构的载荷能力和损伤程度,但是其对结构本身的破坏也更大。
3. 损伤评估方法损伤分析后,接下来需要进行损伤评估,以确定混凝土结构的使用寿命和所需维护措施。
损伤评估的方法主要分为定性评估和定量评估两种。
定性评估通过对结构的损伤程度和类型进行分析,然后评估该损伤对结构整体性能的影响,枚举出结构所面对的风险。
定量评估则是将损伤信息归纳为数字数据,然后通过数据分析和统计模型来确定结构的承载能力和损伤程度,以便制定针对性的维护措施。
4. 损伤的修复与维护针对混凝土结构的损伤,需要采取相应的修复和维护措施。
修复措施包括表面修补、种抹灰层等方法,而维护措施则更加注重结构的预防性保养,包括使用防腐剂、控制温度、控制湿度等方法。
此外,最重要的是进行定期的检测和保养,及时发现和处理损伤,以保证建筑结构的安全和耐久性。
混凝土结构设计方法

混凝土结构设计方法一、前言混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构,其设计方法涉及到混凝土的力学性能、结构的稳定性、使用要求等多方面的因素。
本文将介绍混凝土结构设计的一般方法,包括结构计算、材料选用、设计要求等方面。
二、结构计算1.荷载计算荷载计算是混凝土结构设计的第一步。
荷载的大小和方向将直接影响结构的稳定性和安全性。
常见的荷载包括自重荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载计算应根据国家规范和现场实际情况进行。
2.结构分析结构分析是混凝土结构设计的核心部分。
结构分析的目的是确定结构的内力、强度和稳定性。
常见的结构分析方法包括静力分析、动力分析、有限元分析等。
3.构件设计构件设计是混凝土结构设计的基础部分。
构件设计应根据结构分析的结果进行。
常见的构件设计包括梁设计、柱设计、板设计、基础设计等。
三、材料选用1.混凝土混凝土是混凝土结构的主要材料。
混凝土的强度、耐久性和变形性能将直接影响结构的安全性和使用寿命。
混凝土的选用应根据结构荷载、要求强度等因素进行。
2.钢筋钢筋是混凝土结构的另一重要材料。
钢筋的强度、粘结性和防腐性将直接影响混凝土结构的强度和稳定性。
钢筋的选用应根据混凝土的强度和结构的要求进行。
3.其他材料除了混凝土和钢筋外,混凝土结构中还常使用其他材料,如砖、石头、木材等。
这些材料的选用应根据结构的要求和使用环境进行。
四、设计要求1.安全性混凝土结构的安全性是设计的首要要求。
混凝土结构应满足国家规范和现场实际情况的要求,确保结构的稳定性、强度和耐久性。
2.使用寿命混凝土结构的使用寿命是设计的重要要求。
混凝土结构应根据使用要求和环境要求,选择适当的材料和设计方案,保证结构的使用寿命。
3.经济性混凝土结构的经济性是设计的重要要求。
混凝土结构应根据实际情况,选择合理的设计方案和材料,保证结构的安全性和使用寿命的前提下,尽可能降低建造成本。
五、总结混凝土结构设计是建筑结构设计中的重要环节。
混凝土结构设计应根据国家规范和现场实际情况进行荷载计算、结构分析、构件设计等方面的工作。
混凝土结构的变形分析方法

混凝土结构的变形分析方法一、引言混凝土结构是目前建筑结构中广泛使用的一种结构类型,它具有高强度、耐久性和抗震能力强等优点。
但是在使用过程中,受到外界作用和内部应力的影响,会发生一定的变形,而混凝土结构的变形对结构的使用和安全性有着重要的影响。
因此,混凝土结构的变形分析是混凝土结构设计和评价的重要内容。
本文将就混凝土结构的变形分析方法进行详细介绍。
二、混凝土结构变形的分类混凝土结构的变形主要分为弹性变形和不弹性变形两种类型。
1.弹性变形当混凝土结构受到轻微的外界作用或内部应力时,其变形是可恢复的,称之为弹性变形,此时混凝土结构的应力与应变的关系遵循胡克定律,即应力与应变成正比。
弹性变形的幅度与外界作用或内部应力大小有关,当外界作用或内部应力消失时,混凝土结构恢复到原始状态。
2.不弹性变形当混凝土结构受到较大的外界作用或内部应力时,其变形不可恢复,称之为不弹性变形,此时混凝土结构的应力与应变的关系不遵循胡克定律,应力与应变之间存在一定的滞后关系。
不弹性变形包括塑性变形、破坏变形和蠕变变形。
三、混凝土结构变形分析方法1.弹性变形分析方法弹性变形的分析方法主要是应力-应变分析法。
该方法基于胡克定律,通过确定混凝土结构的材料性质和外界作用或内部应力的大小,计算出混凝土结构的应力和应变,进而得到混凝土结构的变形情况。
应力-应变分析法适用于混凝土结构受到较小外界作用或内部应力的情况,如自重、温度等。
2.塑性变形分析方法塑性变形的分析方法主要是极限荷载分析法。
该方法通过确定混凝土结构的材料性质和外界作用或内部应力的大小,计算出混凝土结构的极限荷载,进而得到混凝土结构的塑性变形情况。
极限荷载分析法适用于混凝土结构受到较大外界作用或内部应力的情况,如地震、风荷载等。
3.破坏变形分析方法破坏变形的分析方法主要是极限状态分析法。
该方法通过确定混凝土结构的材料性质和外界作用或内部应力的大小,计算出混凝土结构的极限荷载和破坏形态,进而得到混凝土结构的破坏变形情况。
混凝土结构设计原理分析

混凝土结构设计原理分析混凝土结构是一种重要的建筑结构形式,主要由混凝土和钢筋构成。
混凝土结构设计的原理是基于力学和材料力学原理,以及结构力学和结构设计理论为基础的。
混凝土结构设计原理的分析可以从材料性能、荷载、工作状态等方面来进行。
1.材料性能原理混凝土是由水泥、骨料、掺合料和水经过配制、浇注、养护形成的一种坚固的建筑材料。
混凝土具有很高的抗压强度和耐久性,在建筑结构中具有广泛应用。
在混凝土结构设计中,应考虑混凝土的强度、变形、耐久性等性能,以及与钢材的配合性能。
2.荷载原理荷载是指施加在结构上的外力,包括常见的静力荷载和动力荷载。
在混凝土结构设计中,需要根据具体的结构用途和功能,确定荷载的种类和大小。
静力荷载主要包括自重、活荷载和附加荷载等,动力荷载主要包括地震荷载和风荷载等。
混凝土结构的设计要考虑荷载的作用和分配。
3.工作状态原理混凝土结构在使用时会受到各种荷载的作用,从而产生应力和变形。
在混凝土结构设计中,需要考虑结构在不同工作状态下的承载能力和变形情况。
常见的工作状态包括正常使用状态、临界状态和破坏状态等。
混凝土结构的设计要保证结构在各种工作状态下的稳定性和安全性。
4.结构分析原理结构分析是混凝土结构设计的重要环节,用于确定结构的内力和变形。
结构分析可以采用静力分析和动力分析两种方法。
静力分析是将结构视为静力平衡的体系,根据力学原理和结构静力平衡条件进行计算和分析。
动力分析是考虑结构的动力响应,根据动力学原理和结构振动的特性进行计算和分析。
5.结构设计原理结构设计是根据结构分析结果和设计要求,确定结构的尺寸和配筋等参数。
混凝土结构设计要满足结构的强度、刚度和稳定性等要求。
混凝土结构设计还需要考虑易于施工和维护等因素,保证结构的可行性和经济性。
综上所述,混凝土结构设计原理是基于力学和材料力学原理,以及结构力学和结构设计理论为基础的。
混凝土结构设计的原理分析主要包括材料性能、荷载、工作状态、结构分析和结构设计等方面。
混凝土结构稳定性分析及设计

混凝土结构稳定性分析及设计一、引言混凝土结构是现代建筑结构中最常见的一种结构类型,广泛应用于各种建筑物中,具有较高的强度和可靠性。
然而,随着建筑物高度的不断增加和地震等自然灾害的频繁发生,混凝土结构的稳定性问题逐渐凸显。
因此,本文将对混凝土结构的稳定性进行分析和设计,以确保建筑物的安全和可靠性。
二、混凝土结构稳定性分析1. 混凝土结构的荷载混凝土结构的荷载分为静载和动载两种。
静载通常由自身重量、建筑物内部负载和外部永久负载等组成,而动载则包括风荷载、地震荷载和人工活载等。
在进行稳定性分析时,需要对不同荷载进行分类和计算,以确保分析结果的准确性。
2. 混凝土结构的刚度混凝土结构的刚度是指其抵抗荷载变形的能力。
刚度主要由混凝土的强度和钢筋的数量和布置方式等因素决定。
在进行稳定性分析时,需要对混凝土结构的刚度进行评估,以确保其能够承受荷载并保持稳定。
3. 混凝土结构的稳定性分析方法混凝土结构的稳定性分析方法主要分为弹性分析和塑性分析两种。
弹性分析是一种较为简单的分析方法,适用于荷载较小的结构。
而塑性分析则更加复杂,但可以对荷载较大的结构进行准确的分析。
在进行稳定性分析时,需要根据结构的实际情况选择合适的分析方法。
三、混凝土结构稳定性设计1. 混凝土结构的设计荷载混凝土结构的设计荷载需要考虑到结构的实际情况和使用要求,包括建筑物的类型、高度、使用功能等。
在进行设计时,需要根据相关标准和规范计算出合理的设计荷载,以确保结构的安全和可靠性。
2. 混凝土结构的设计方法混凝土结构的设计方法主要分为强度设计和变形设计两种。
强度设计是指在规定的荷载下,混凝土结构的强度应满足一定要求。
而变形设计则是指在规定的荷载下,混凝土结构的变形应满足一定要求。
在进行设计时,需要根据实际情况选择合适的设计方法,并根据相关标准和规范进行计算和分析。
3. 混凝土结构的设计要求混凝土结构的设计要求主要包括荷载承载能力、变形控制、稳定性和耐久性等方面。
钢筋混凝土框架结构设计与分析方法研究

钢筋混凝土框架结构设计与分析方法研究钢筋混凝土框架结构是建筑工程中常用的一种结构形式。
这种结构具有良好的抗震性能、承载能力强、施工方便等优点,因此被广泛应用于建筑领域。
本文将对钢筋混凝土框架结构的设计与分析方法进行研究,以提高结构的安全性和经济性。
首先,钢筋混凝土框架结构的设计需要考虑结构的承载能力,即结构是否能够承受荷载并保持稳定。
设计师通常首先根据建筑用途、建筑物类型和设计规范等因素,选择适当的荷载标准。
接下来,采用结构静力分析方法对结构进行分析,以确定结构的内力分布、支座反力。
可以使用传统的静弹性分析方法,如弹性线性静力分析,也可以使用更先进的非线性分析方法,如非线性静力分析或非线性动力分析。
分析结果应满足结构稳定和强度要求,并应考虑适当的安全系数。
其次,钢筋混凝土框架结构的设计还需要考虑结构的抗震性能。
地震是造成结构倒塌的主要原因之一,而钢筋混凝土框架结构的抗震性能直接影响着结构的安全性。
为了提高结构的抗震性能,需要在设计过程中引入抗震设计的概念。
抗震设计包括选择适当的抗震等级、确定结构的抗震布置和构造措施,并进行相应的抗震计算和验算。
目前,国内外已经提出了许多抗震设计方法和规范,如等效静力法、弹性谱法、时程分析法等。
根据具体情况选择合适的抗震设计方法,并与相关规范保持一致,可以有效提高结构的抗震能力。
此外,钢筋混凝土框架结构的设计还需要考虑结构的经济性。
建筑工程中,经济性是一个非常重要的因素,设计师需要在满足结构要求的前提下,尽可能降低结构的成本。
在设计中,可以采用合理的断面尺寸、合理的材料选用以及优化的结构布置等手段来提高结构的经济性。
其中,材料的选择是关键的一项内容,合理选择材料可以降低结构的材料成本,并满足结构的强度与稳定性要求。
最后,值得一提的是,未来钢筋混凝土框架结构的设计与分析方法也在不断发展。
随着计算机技术的快速发展,结构工程领域出现了一系列新的计算方法和工具,如有限元分析、基于性能的设计等。
混凝土结构的动力分析方法

混凝土结构的动力分析方法一、引言混凝土结构动力分析是结构设计和施工过程中必不可少的一环。
动力分析可以帮助结构工程师确定结构的响应和安全性,在结构设计的早期阶段就能够发现缺陷和不足。
在施工过程中,动力分析可以帮助工程师确定混凝土的质量和结构的稳定性,从而确保结构的安全性和可靠性。
因此,混凝土结构的动力分析方法是非常重要的,本文将从以下几个方面进行介绍。
二、动力分析的基本原理动力分析是指对结构在内力作用下的运动和变形进行分析。
在混凝土结构中,结构的内力作用主要来自荷载和温度变化等因素。
动力分析的基本原理是根据结构的受力情况、材料的力学特性和运动学原理,利用数学方法对结构的响应进行分析。
动力分析主要包括静力分析和动力分析两种方法,其中动力分析包括模态分析、动态弹性分析和非线性动力分析等方法。
三、混凝土结构的模态分析方法模态分析是指对结构在自由振动状态下的响应进行分析。
在混凝土结构中,模态分析主要用于确定结构的固有频率和振型。
模态分析的步骤如下:1.建立结构的数学模型在模态分析之前,需要建立结构的数学模型,包括结构的几何形状、材料的力学特性和荷载情况等因素。
建立数学模型的方法主要有有限元法、有限差分法和有限体积法等。
2.求解结构的固有频率和振型在建立了数学模型之后,可以通过求解结构的特征方程来确定结构的固有频率和振型。
特征方程的求解方法主要有雅各比法、QR分解法和幂法等。
3.分析结构的响应在确定了结构的固有频率和振型之后,可以通过数学方法对结构在受到外部荷载作用时的响应进行分析。
在模态分析中,常用的方法有叠加法和响应谱法等。
四、混凝土结构的动态弹性分析方法动态弹性分析是指对结构在受到外部荷载作用下的动态响应进行分析。
在混凝土结构中,动态弹性分析主要用于确定结构的动态响应和动态应力。
动态弹性分析的步骤如下:1.建立结构的动态数学模型在动态弹性分析之前,需要建立结构的动态数学模型,包括结构的几何形状、材料的力学特性和荷载情况等因素。
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1 结构分析应遵循的基本原则 2 分析方法及其适用范围
1 结构分析应遵循的原则
1.1 结构分析的步骤
结构选型和布置确定之后,可以进行结构分 析。步骤如下:
(1)假定结构构件截面尺寸,选择材料的品种和 级别。
(2)确定结构计算简图。 (3)计算荷载的大小。 (4)选择合适的结构分析方法。 (5)进行结构的内力和变形计算 (6)进行配筋计算,验算变形和裂缝。
弹性分析存在的问题: 确定计算简图后各截面内力分布规律不变化; 某一截面的内力达到其内力设计值时,就认为整 个结构达到其承载力。
问题2 :已知某单向现浇板建筑布置如下图示,板厚均为 100mm,板上作用活荷载标准值Q=2KN/m2,恒荷载标 准值G=4.5KN/m2,试按照弹性计算方法确定板2的跨中 最大弯矩和2轴线处支座最大弯矩。
在均布及三角形荷载作用下:
=V k3gl0 + k4ql0
在集中荷载作用下:
= M k5Gl0 + k6Ql0
=V k7G + k8Q
3、内力包络图
将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯 矩图或剪力图)叠画在同一张图上,其外包线所形成的图形 称为内力包络图。
内力包络图反映出各截面可能产生的最大内力值,是设计 时选择截面和布置钢筋的依据。
1.2 结构分析的基本原则
——选自《混凝土结构设计规范》
(1)混凝土结构应进行整体作用效应分析,必要时尚应对 结构中受力状况特殊的部分进行更详细的分析(5.1.1条)。
在所有的情况下,设计计算、验收前均应对结构的整 体进行分析。
必要时,结构中的重要部位、形状突变部位以及内力 和变形有异常变化的部分(例如较大孔洞周围、节点及其 附近区域、支座和集中荷载附近等)应另作更详细的局部 分析。
2.2连续梁考虑内力重分布的塑性理论分析
1.塑性铰(plastic hinge)
适筋梁
塑性弯矩
塑性铰
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” 。
塑性铰与理想铰的比较
理想铰是一种机械装置,而塑性铰的转动则是受拉钢筋和 受压区混凝土的塑性变形、受拉区混凝土裂缝开展的结果; 理想铰不能传递弯矩,塑性铰则可传递一定数值的塑性弯 矩; 理想铰为双向铰,塑性铰为单向铰; 理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度(约(1~1.5) h)。
内力:结构在外力作用下,其内部产生的力,利用结构力学求得。
抗力:由结构构件自身的属性(截面大小、混凝土等级、钢筋配 置),按照混凝土设计原理求得的截面承载力。
结构的最不利荷载组合
——即确定活荷载的最不利布置
由于结构是超静定的,某一荷载对不同部位的影响有大小 和 利 弊 之 分 ; 同 样 ,不同位置的荷载对某一点的内力也有大 小和利弊之分。荷载的不利布置是指可得到某截面的最大内 力(绝对值)的荷载布置。
结构分析方法均应符合三类基本方程,即力学平衡方程, 变形协调(几何)条件和本构(物理)关系。其中平衡条 件必须满足;变形协调条件应在不同程度上予以满足,本 构关系则需合理的选用。
(以固定约束杆受轴向力作用的解为例)
(5)结构分析所采用的计算软件应经考核和验证,其技术条 件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。(混凝土结构 设计规范5.1.6 条)
解:(1)确定计算简图如下
确定欲计算板2的跨中最大弯矩时的最不利活荷载布置方式, 并按照弯矩分配传递确定此时板2的两端支座弯矩:
其中:g=1.2x4.5+1.4x2/2=6.8 q=1.4x2/2=1.4 g+q= 8.2
确定欲计算2轴线处支座最大弯矩时的最不利活荷载 布置方式,并按照弯矩分配传递确定此时2轴线处的 两端支座弯矩。(具体数值计算略) :
(2)当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时 应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用效应组合。 对结构的两种极限状态进行结构分析时,应取用相应的作 用组合。
结构在不同的工作阶段,例如结构的施工期、检修期 和使用期,预制构件的制作、运输和安装阶段等,应确定 其可能的不利作用效应组合。
对于重要的结构,应考虑偶然作用可能带来的严重后 果,进行相应的结构防倒塌分析。
按此设计的结构,其承载力一般偏于安全。
少数结构因混凝土开裂部分的刚度减小而发生内力重 分布,可能影响其他部分的开裂和变形状况。考虑到混凝 土结构开裂后刚度的减小,对梁、柱构件可分别取用不同 的折减刚度值,且不再考虑刚度随作用效应而变化。在此 基础上,结构的内力和变形仍可采用弹性方法进行分析。
2 考虑塑性内力重分布的分析方法设计超静定混凝土结构, 具有充分发挥结构潜力,节约材料,简化设计和方便施工 等优点。但应注意到,结构的变形和裂缝可能相应增大。
楼盖(屋盖)
板的负 主梁集中荷载 荷面积 的负荷面积
次梁的负 次梁 荷面积
次梁的 间距
主梁
柱
1m
板
次梁
主梁
2.1连续梁线弹性方法
1.结构控制截面:对结构设计起控制作用的截面。
如何确定?? 取决于结构截面的内力与抗力的比值(M/Mu),比 值最大者的截面即为控制截面。
对于等截面的连续梁板结构,若结构截面配筋相同, 梁、板的控制截面在支座处和跨中处。包括跨中最大 正弯矩、跨中最大负弯矩(绝对值)、支座最大负弯 矩(绝对值)、支座最大剪力。
一般地,N跨连续梁、板有N+1种最不利荷载组合。
1.假设:
混凝土为弹性体; 结构荷载与内力、荷载与变形、内力与变形均成线性关系。
2.内力计算:弯矩分配法 对于等跨连续梁(或连续梁各跨跨度相差不超过10%),可
由相关计算手册查出相应的内力系数,利用下列公式计算跨
内或支座截面的最大内力。
= M k1gl02 + k2ql02
极限平衡法); (5)实验分析方法
条文说明:
现有的结构分析方法可归纳为五类。各类方法的主要特点 和应用范围如下:
1 弹性分析方法是最基本和最成熟的结构分析方法,也是其 他分析方法的基础和特例。它适用于分析一般结构。大部 分混凝土结构的设计均基于此方法。结构内力的弹性分析 和截面承载力的极限状态设计相结合,实用上简易可行。
塑性铰的位置
连续梁、板结构:塑性铰一般出现在支座和跨中截面。 支座处塑性铰:一般出现在交界处;若结构中间支座 为砖墙、柱时,塑性铰出现在墙体中心线处。
塑性铰出现的顺序对结构的影响:
塑性铰先在支座处出现: 塑性铰先在跨中出现:
无多余约束几何不变 几何可变
几何可变
塑性铰先在支座处出现对结构更有利
连续梁、板的塑性内力重分布
能够正确计算结构承载力和验算使用阶段的变形与裂缝;
可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限承载力,充分 发挥结构的潜力,更有效地节约材料;
利用结构的内力重分布现象,可以合理调整钢筋布置,缓 解支座钢筋拥挤现象,简化配筋构造,方便混凝土浇捣, 提高施工效率和质量;
根据结构的内力重分布现象,在一定条件下可以人为控制 结构中的弯矩分布,从而使设计得以简化。
结构设计中的内力分析
针对混凝土结构的实际情况,在设计中应如何处理?? 采用考虑内力重分布的塑性理论分析方法!! 如何做到“考虑内力重分布”?? 采用弯矩调幅法进行内力计算!!
“考虑内力重分布的塑性理论分析法”的应用
混凝土超静定结构:混凝土非弹性变形、裂缝的出现和开展、 钢筋的滑移和屈服、塑性铰的形成和转动等因素的影响, 结构构件刚度在各受力阶段不断变化。考虑结构的内力重 分布,建立弹塑性的内力计算方法,不仅可以使结构的内 力分析与截面设计相协I. 第一个塑性铰到结构破坏。
第一阶段内力重分布:由裂缝的形成与开展导致截面
刚度比变化而引起;
第二阶段内力重分布:主要是塑性铰的转动所引起。 连续梁板考虑内力重分布的内力计算:对承载力计算
是指第二阶段;对裂缝验算是指第一阶段。
塑性设计意味着结构中混 凝土在使用中一定会出现 宽大的裂缝?——只是较 为宽大。
(3)结构分析的模型应符合下列要求。 1 结构分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、
边界条件以及结构材料性能指标等应符合实际情况,并应 有相应的构造措施;
2 结构上各种作用的取值与组合、初始应力和变形状 况等,应符合结构的实际状况;
3 结构分析中所采用的各种近似假定和简化,应有理 论、试验依据或经工程实践验证;计算结果的精度应符合 工程设计的要求。
内力重分布的程度:
——主要取决于塑性铰的转动能力
①完全的内力重分布:已出现的塑性铰都具有足够的转 动能力,能够保证最后一个使结构成为几何可变体系的 塑性铰的形成。
②不完全的内力重分布:塑性铰转动过程中出现混凝土 被压碎,结构尚未变成几何可变体系。
•塑性铰的转动能力:与配筋率的大小有关。配筋率过大, 难以形成塑性铰或出现的塑性铰转动能力不足,不能保 证结构实现完全的内力重分布;过小则会使结构承载力 过早达到极限。(为什么?)
超静定结构存在多余联 系,其内力是按刚度分 配的。
材料进入弹塑性阶段,产 生塑性铰,改变结构的刚 度,引起结构计算简图变 化。
混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰,引起结构计 算简图变化,从而使结构内力不再服从弹性理论的内力分布 规律的现象,称为塑性内力重分布或内力重分布
内力重分布过程(从裂缝产生到结构破坏的整个过程) :
但恒荷载是永久荷载,且满布在结构上,故在结构中产生的 内力是不变的。而活荷载作用于结构上的位置是变化的,因 而产生的内力也是变化的。则研究结构的最不利荷载组合, 主要研究活荷载的最不利布置。
研究方法:依据结构的弹性变形曲线
荷载不同布置时连续梁的剪力图
活荷载的最不利布置规律: (a)支座截面最大负弯矩,在左右二跨布置,然后隔跨布置; (b)跨内截面最大正弯矩时,在该跨布置,然后隔跨布置; (c)跨内最大负弯矩时,该跨不布置,在邻跨布置,然后隔跨 布置; (d)中间跨支座最大剪力时,活荷载布置与(a)相同; (e)边跨支座截面最大建立,活载布置与(b)相同。