当前课程知识点：混凝土建筑结构 > 1. 楼盖 > 1.2现浇单向板肋梁楼盖 > 1-9塑性内力重分布的过程
同学
你好
这一讲的内容是塑性内力重分布
它的过程
我们举一个例子来看一下
塑性内力重分布的过程
比如说这是一个两跨的连续梁
在第一跨和第二跨的跨中承受有集中荷载
我们把集中荷载从零开始加载
一直加到结构破坏为止
它可以分为三个阶段
第一个阶段是弹性内力阶段
也就是说集中荷载
从零开始加量值比较小的时候
梁各部分截面的弯曲刚度未改变
它为什么没有改变 因为它还没有裂缝出现
所以这个结构接近弹性体系
弯矩分配
可以按照弹性理论来进行确定
这个荷载从F1一直加到
最后破坏的F1加F2总量
这个过程来看一下
第二个阶段是截面弯矩
它的弯曲刚度变化的阶段
按照弹性的分析
我们知道对于这样一个两跨连续梁
在跨中承受集中荷载第一跨承受集中荷载
第二跨承受集中荷载
在支座B截面上
它的弯矩是比较大的
然后它的弯矩图分布是这样的
我画的把这个画得大一点
更明显一些
是这样的
MB值是比跨内的弯矩跨中的弯矩要大
也就是说在持续加荷的过程中
因为支座B它截面上的弯矩比较大
所以这个截面首先受拉区
这个支座截面的受拉区在上面
受拉区混凝土先开裂
我们知道这个截面上如果混凝土一开裂
那么它截面的刚度就降低了
但是这个时候跨内跨中截面
因为它的弯矩比较小
所以这个时候的混凝土还没有开裂
它们之间的比值关系就发生改变了
你说比值关系发生改变跟承载能力有什么关系
一定要有这样一个概念
就是某一个截面承担的内力
比如说这个里面的弯矩是和它的刚度有关系的
刚度减小了
它承担的弯矩值也就减小了
那支座截面和跨内弯矩的
弯曲刚度比值发生变化
这个时候降低了
原因就是刚才说的支座截面
它的弯矩比较大
支座的首先它在受拉区产生裂缝
而跨内截面它还没有达到出现裂缝的时候
所以支座截面和跨内截面的弯曲刚度
比值降低了支座截面
它的弯矩的增长率
要低于跨内截面的弯矩增长率
继续加荷载的时候
跨内截面它的弯矩值持续增大
一直增大到跨内截面的裂缝也出现了
这时候支座截面和跨内截面的
弯曲刚度比值又有所回升
回升的原因是比如说
这个的刚度除以跨内的刚度
你这个分母是不是现在又减小了
所以它这个比值又回升了
支座截面
它承担的弯矩值
然后它增长的增长率就加快了
但是二者的弯矩比值关系它是不断发生变化的
并不是一个定值
第三个阶段就是塑性铰出现的阶段
根据刚才画的弯矩图
我们知道B截面这个地方的弯矩是最大的
那么也就是说一旦出现塑性铰
就是B截面这个位置首先出现塑性铰
支座截面受拉钢筋屈服
一直到受压混凝土被压碎这个过程
它就形成了一个塑性铰
就在这个位置是形成一个塑性铰
本来是一个两块的连续梁
它是连续的
这个时候因为这个地方出现了个塑性铰
他就有两跨连续梁变成两个简支梁
就是从超静定结构变成静定结构简支梁
这个时候它的承载能力是不是达到最大值
还不是我们还可以继续给他增加荷载
加荷载原来增加的荷载到F1
我可以在这两根件简支梁上
分别在跨内增加集中荷载加一直加到多少
加到它跨内的集中荷载达到F2
这个时候跨内的点上的弯矩值
就是第一跨和第二跨跨中的弯矩值
达到它的最大值极限承载能力的时候
跨内的截面也出现塑性铰
可以看一下这个地方如果再出现一个塑性铰
这在出现一个塑性铰
它本身这个简支梁就是一个静定结构
没有多余约束了
你在跨内再给它出现一个塑性角
它又变成一个几何可变体系了
所以它就发生破坏了
再不能承受额外的荷载
这个时候的F1加F2
就是它能够承受的最大的荷载
我们把这个过程再来回顾一下
第一个图A图是原始的一个两跨的连续梁
我们给它跨中作用
集中荷载
集中荷载从零开始慢慢往上加的时候
我们知道按照弹性理论
计算出来的跨中的这两个值
M1是小于支座的弯矩MB的持续加载
一直加到支座的这个位置达到最大值
MUB它这个地方首先就出现塑性铰了
这个时候就从两跨的一个连续梁
变成了两根单独的简支梁
它的计算简图就发生改变了
从两跨连续梁变成两根简支梁
可以继续增加荷载一直到
在这两跨的跨中分别出现塑性铰
这个结构
就变成一个几何可变体系就发生破坏了
那加载两跨连续梁上总的荷载等于多少
就是F1加上F2
这样两边一样的
这个也是F1加上F2最后破坏的时候
支座截面达到了最大值MUB跨内截面也达到最大值
MU1这个就是我们按照塑性内力重分布进行分析的时候
然后塑性铰的出现
第一个塑性铰在这个位置出现
第二批塑性铰
因为它是两个了
第二批塑性铰出现在这个位置和这个位置
然后两跨的一个连续梁
它变化的这样一个过程
超静定结构
它的塑性内力重分布
其实我们通过刚才的这个例子可以看出来
我们可以把它概括为两个过程
第一个过程是受拉混凝土开裂
一直到第一个塑性铰
这个里面第一个塑性铰就是我们刚刚讲的
两跨连续梁在中间支座那个位置出现的塑性铰
这个阶段是由截面的弯曲刚度的改变
比如说裂缝出现受拉钢筋屈服等等
引起的塑性内力重分布
第二个过程是在第一个塑性铰形成之后
然后一直到这个结构变成一个几何可变体系
变成一个机构结构发生破坏
由计算简图的改变
比如说刚才是一个两跨连续梁
变成两根简支梁发生的这种塑性内力重分布
显然第二个过程就是由计算简图的改变引起的
塑性内力重分布要比第一个阶段
由于弯曲刚度的改变
引起的塑性内力重分布要显着的多
所以我们通常说
塑性内力重分布指的是第二个阶段
由于塑性内力重分布引起的
计算简图的改变引起的塑性内力重分布
这个是比第一个阶段要明显的多
好
这一讲的内容就到这里
再见
-教材与课程内容
--教材
-1.1概述
-1.2现浇单向板肋梁楼盖
-1.3双向板肋梁楼盖
-1.4无梁楼盖+1.5装配式楼盖
--1-19无梁楼盖
-1.6楼梯与雨蓬
--1-20楼梯
--1-21雨蓬
-1. 楼盖--课后习题
-2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置
--2-3变形缝
-2.2排架计算
--2-8内力组合
-2.3单层厂房柱
--2-9单层厂房柱
--2-11牛腿设计
-2.4柱下独立基础
-2.5吊车梁
--2-13吊车梁
-2. 单层厂房--课后习题
-3.1多层框架结构的组成与布置
-3.2框架结构内力与水平位移的近似计算方法
-3.3多层框架内力组合
-3.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
-3.5多层框架结构基础
-3. 多层框架结构--课后习题
-4.1概述
-4.2高层建筑结构体系与布置原则+4.3高层建筑结构上的作用
-4.4剪力墙构件
-4.5剪力墙结构
-4.6框架—剪力墙结构
-4.7筒体结构
--4-28筒体结构
-4. 高层建筑结构--课后习题
-单层厂房主要构件及计算方法演示视频——西安交通大学本科生王宇、龙杰烨、张松、刘昊洋作品
