什么是塑性铰
钢筋混凝土塑性铰

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

、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、增加结构地抗震性能及可靠度.、使得内力均匀.框架结构地边框架柱子顶层,这里如果不调幅地话,柱子地配筋是比较大地.。
塑性铰

墙顶与梁没有结构拉结, 仅有框架柱承担地震剪力?
抗震概念设计的主要理念是“强柱弱梁” ,在地震发生时, 梁形成塑性铰,消耗一定的能量,最后梁破坏。
然而在四川地震倒塌建筑的残骸中 ,可以明显观察到框 架结构的塑性铰集中出现在框架柱顶,而框架梁受损较轻,柱 倒塌后梁板重叠下落,造成了人员巨大伤亡。既典型的“强梁 ? Why 弱柱”现象 。
填充墙刚度的影响?
钢结构的塑性铰连接

钢结构的塑性铰连接钢结构是一种广泛应用于建筑工程和桥梁工程中的结构形式,它采用钢材作为主要构件,具有高强度、大跨度、轻质化等优势。
塑性铰连接作为钢结构中常用的连接形式之一,具有良好的抗震性能和延性,被广泛应用于抗震设计中。
一、塑性铰连接的定义和特点塑性铰是指在结构受到外力作用时,在连接节点形成的可变形区域。
与刚性连接相比,塑性铰连接具有以下特点:1. 可变形:塑性铰连接允许在连接节点处发生变形,从而吸收和缓解结构受力过程中的能量。
2. 良好的抗震性能:塑性铰连接能够在地震等外力作用下,通过变形来消耗和抵抗地震荷载,从而提高结构的抗震性能。
3. 高延性:塑性铰连接能够提供较大的位移既有性能,从而在抗震设计中为结构提供一定的延性。
4. 方便的维修与更换:塑性铰连接在发生损伤时,可以通过更换连接件来实现维修和恢复功能。
二、塑性铰连接的构造形式塑性铰连接的构造形式多种多样,主要包括剪力铰连接、转动铰连接、拧转铰连接和小角旋转铰连接等。
1. 剪力铰连接:剪力铰连接是通过在柱与梁的连接处设置开槽,并将螺栓穿过槽孔的方式实现。
当结构受力时,剪力铰连接会剪切槽孔,形成铰。
2. 转动铰连接:转动铰连接是通过柱与梁的挡块或螺栓垫片之间的差异实现。
当结构受力时,挡块或垫片会发生塑性变形,形成铰。
3. 拧转铰连接:拧转铰连接是通过在柱与梁的连接处设置特殊形状的连接件,使其在受力时发生拧转变形,形成铰。
4. 小角旋转铰连接:小角旋转铰连接是通过在柱与梁的连接处设置可旋转连接件,使其在受力时发生小角度旋转变形,形成铰。
三、塑性铰连接的优势和应用塑性铰连接作为一种具有良好抗震性能的连接形式,具有以下优势:1. 提高结构抗震性能:塑性铰连接具有较好的抗震性能,可以有效提高结构的抗震能力,保护建筑物和桥梁工程的安全。
2. 提高结构延性:塑性铰连接能够提供较大的位移既有性能,从而在结构受到外力作用时提供一定的延性,避免结构发生突然破坏。
塑性铰

塑性铰与强梁弱柱
塑性铰: 当截面达到塑性流动阶段时,极限弯矩保持 不变,C截面的纵向纤维塑性流动(伸长或缩短), 于是相邻截面可产生有限的相对转动。称该截面形成 了塑性铰。
抗震概念设计的主要理念是“强柱弱梁” ,在地震发生时, 梁形成塑性铰,消耗一定的能量,最后梁破坏。
然而在四川地震倒塌建筑的残骸中 ,可以明显观察到框 架结构的塑性铰集中出现在框架柱顶,而框架梁受损较轻,柱 倒塌后梁板重叠下落,造成了人员巨大伤亡。既典型的“强梁 ? Why 弱柱”现象 。
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)。
塑性铰

塑性铰
目录
基本介绍
塑性铰理论在实际工程中的应用
基本介绍
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”。
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。
塑性铰理论在实际工程中的应用
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。
简述钢筋混凝土塑性铰的特点和分类。

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。
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* 什么是塑性铰*
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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)。
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,来实现内力重分布的目的,但是调幅的目的不是简单的调低弯矩,而是调整跨中和支座的负弯矩!因此可以不变支座配筋通过增加跨中配筋来提高构件的极限承载力,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的承载力。
总结:
弯矩调幅法是考虑塑性内力重分布的分析方法,是与弹性设计相对的。
其目的是增加构件的承载能力,充分发挥材料(混凝土)的能力。
所以用了弯矩调幅法,不一定要减少支座配筋。
这里的关键是塑性铰和内力重分布。
这跟抗震里的“强柱弱梁”没有本质的联系,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的。
对于弯矩调幅法也不是到处能用的,对于承受动力荷载,使用上要求不出现裂缝的以及处于腐蚀性环境的都不能用该方法。
支座负弯矩调幅的优点:
1、求得结构的经济。
充分挖掘混凝土结构的潜力和利用其优点。
增加支座的配筋不如增加跨中的配筋来的经济,因为跨中还可以利用T 形截面的优势,而支座不能。
2、增加结构的抗震性能及可靠度。
3、使得内力均匀。
框架结构的边框架柱子顶层,这里如果不调幅的话,柱子的配
筋是比较大的。
塑性铰
基本介绍
塑性铰理论在实际工程中的应用
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”。
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。
塑性铰理论在实际工程中的应用
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。
什么是塑性铰?
什么是塑性铰?
塑性铰就是认为一个结构构件在受力时出现某一点相对面的纤维屈服但未破坏,则认为此点为一塑性铰,这样一个构件就变成了两个构件加一个塑性铰,塑性铰两边的构件都能做微转动。
就减少了一个约束。
计算时内力也发生了变化,当
截面达到塑性流动阶段时,在极限弯矩值保持不变的情况下,两个无限靠近的相邻截面可以产生有限的相对转角,这种情况与带铰的截面相似。
因此,当截面弯矩达到极限弯矩时,这种截面称为塑性铰。
塑性铰与普通铰的相同之处是铰两边的截面可以产生有限的相对转角。
塑性铰与普通铰的两个重要区别为:1)普通铰不能承受弯矩,而塑性铰能承受极限弯矩;2)普通铰是双向铰,即可以围绕普通铰的两个方向产生自由转动,而塑性铰是单向的。