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1、混凝土结构塑性内力重分布本讲稿第一页，共十九页11.2.4 超静定结构塑性内力重分布的概念 1应力重分布和内力重分布 思考：应力重分布和内力重分布有什么 区别？本讲稿第二页，共十九页应力重分布应力重分布 指结构沿截面高度上的应力分布的非线性关系。仅指某一截面上的应力变化情况。本讲稿第三页，共十九页2.单向板肋梁楼盖的设计计算内力重分布内力重分布超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，称为出现了内力重分布。理论分析时有所
2、不同的现象，称为出现了内力重分布。超静定结构才有内力重分布超静定结构才有内力重分布,静定结构只有应力重分布静定结构只有应力重分布本讲稿第四页，共十九页注意：内力之间的关系是由各构件弹性刚度确定的（P37），但是并非截面刚度一样，内力就一样。本讲稿第五页，共十九页 1.塑性铰塑性铰混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧增大，称出现了下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰塑性铰”。本讲稿第六页，共十九页塑性铰可分为塑性铰可
3、分为拉铰拉铰（受拉钢筋屈服）和（受拉钢筋屈服）和压铰压铰（受拉（受拉钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。式中，式中，为极限曲率；为极限曲率；为屈服曲率；为屈服曲率；lp为塑性为塑性铰的等效长度。铰的等效长度。塑性铰与普通铰的塑性铰与普通铰的区别是：区别是：(a)塑性铰是单向铰，只能沿塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转动；方向转动；(b)塑性铰可以传递弯矩塑性铰可以传递弯矩,MMu；(c)塑性铰的转动是有限的：塑性铰的转动是有限的：1-10本讲稿第七页，共十九页2塑性内力重分布:在破坏阶段,Sfy,MMu(极限弯矩),截面曲率激增，引起各截面之间相对刚度发生变化，并
4、引起各截面内力间的关系改变，称为内力重分布或塑性内力重分布。本讲稿第八页，共十九页3.内力重分布的过程（1）弹性内力阶段 P39 截面弯矩刚度的比值未改变，结构接近弹性体系，弯矩分布可以近似有弹性理论确定。本讲稿第九页，共十九页（2）截面间弯曲刚度比值改变 由于支座和跨内截面弯曲刚度的比值降低，致使支座截面弯矩增长率低于跨内弯矩的增长率。本讲稿第十页，共十九页（3）塑性铰阶段（相当于形成两根简支梁）跨内截面承载力尚未耗尽，还可以继续加载，直至成为机动体系。本讲稿第十一页，共十九页4.影响塑性内力重分布的因素 充分的塑性内力重分布 不充分的塑性内力重分布（砼过早压 碎）本讲稿第十二页，共十九页（
5、1）塑性铰的转动能力 钢筋的配筋率 钢材的品种 混凝土的极限压应变本讲稿第十三页，共十九页（2）斜截面受剪承载力 支座出现塑性铰后，连续梁的受剪承载力比不出现塑性铰低。本讲稿第十四页，共十九页思考：可以用什么措施来解决这个问题？本讲稿第十五页，共十九页（3）正常使用条件 不能因为塑性铰而影响正常使用。本讲稿第十六页，共十九页5.内力重分布的意义和适用范围 内力分析：弹性理论 截面设计：塑性理论本讲稿第十七页，共十九页优点：（1）更正确估计结构承载力（2）合理调整钢筋分布，克服支座钢筋拥 挤现象（3）可以人为控制弯矩分布，简化设计（4）充分发挥结构的潜力，节约材料本讲稿第十八页，共十九页不宜采用内力重分布的情况：（1）对裂缝有严格限制的结构（2）直接承受动力和重复荷载的结构（3）预应力结构和叠合结构（4）要求有较高安全储备的结构本讲稿第十九页，共十九页