梁板结构设计方法(塑性理论)哈工大：混凝土结构设计原

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1、（1）弹性理论不能反映材料的实际工作状况；（2）按内力包络图进行配筋，钢筋配置过多；（3）弹性理论计算的支座弯矩较大，使得支座配筋过多，施工不便；问题的提出1.注意塑性理论与弹性理论的差别2.塑性铰的概念；3.塑性铰与理想铰的区别4.塑性设计的调幅法概念钢筋混凝土塑性铰概念PMyMufyfu-fyP塑性铰与理想铰的区别能承受一定的弯矩，近似等于极限弯矩；仅能单向转动；有一定长度区域；转动能力有一定限度。pLPMyMuLyfyfu-fyP塑性铰的转动能力前面例子中，跨中和中间支座配筋是根据弯矩包络图确定的，各自所采用的设计弯矩对应的不是同一个荷载工况。如果仅有一种荷载工况显然按弹性计算的

2、内力配筋，跨中和中间支座几乎同时达到极限弯矩而形成塑性铰，故不会产生塑性内力重分布。超静定结构达到承载能力极限状态的标志不是一个截面达到屈服，而是出现足够多的塑性铰，使结构形成破坏机构；几点具有普遍意义的结论超静定结构出现第一个塑性铰后，结构中的内力分布不再服从弹性分析结果，与弹性内力结果存在差别的现象称为“塑性内力重分布”；考虑塑性内力重分布，更符合实际内力分布规律；按塑性计算极限承载力>按弹性计算的极限承载力，因此按弹性分析方法是偏于安全的；弹性理论即符合平衡条件，又符合变形协调条件；而塑性理论虽符合符合平衡条件，但不再符合变形协调条件；利用连续梁塑性内力重分布的规律，可以人为将中

3、间支座设计弯矩调低塑性铰转动能力与配筋率有关配筋率越小，塑性铰转动能力越大。工程中对按塑性内力重分布进行设计的连续梁（或超静定结构），一般是通过控制相对受压区高度x来保证预期塑性铰位置具有足够的转动能力。保证充分内力重分布的条件相对受压区高度x≤0.35调幅系数不超过20％宜用HRB235和HRB335级钢筋，C20~C45级混凝土受剪箍筋比计算值增大20%可见，在保持连续梁极限承载力不变的前提下，利用塑性内力重分布规律，人为调整设计弯矩，减少支座配筋的密集程度，有利于施工。但人为调整设计弯矩不是任意的调整幅度越大，支座塑性铰出现就越早，达到极限承载力时所需要的塑性铰转动也越大如果转动

4、需求超过塑性铰的转动能力，塑性内力重分布就无法实现1．已知：两端固定的单跨梁，其净跨为6米，截面尺寸b×h＝200×500mm，采用C20级混凝土，为承受支座负弯矩和跨中正弯矩，均配置3根直径18mm的HRB335钢筋(As＝763mm2)。求：用塑性内力重分布的方法求该梁破坏时所能承受的均布荷载设计值。2．已知一钢筋混凝土双跨连续梁如图所示，考虑塑性内力重分布，支座和跨中截面均按最大配筋量配筋。求破坏荷载调幅法弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基础上，根据需要，适当调整某些截面弯矩值。通常对那些弯矩绝对值较大的截面进行弯矩调整，然后按调整后的内力进行截面设计和配筋构造，是一种适用

5、的设计方法。截面弯矩调整的幅度用调幅系数β表示应使调幅后的跨中截面弯矩接近原包络图弯矩值取按弹性理论计算的弯矩包络图的跨中弯矩值和按下式计算的较大值。等跨连续梁的计算等跨连续梁的计算考虑塑性内力重分布方法虽然利用了连续梁塑性铰出现后的承载力储备，比按弹性理论计算更为合理且节省材料，但会导致使用阶段构件的变形较大，应力水平较高，裂缝宽度较大。因此在下列情况不能适用，应按弹性理论进行设计。(1)直接承受动力荷载作用的构件；(2)裂缝控制等级为一级和二级的构件；(3)重要结构构件，如主梁板的计算要点应考虑板中拱的作用；对中间跨的截面弯矩可以考虑减少20％；板中构造钢筋①分布钢筋②垂直于主梁的

6、板面构造钢筋③嵌入承重墙内的板面构造钢筋主梁截面有效高度应减小按弹性理论计算跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算梁的构造要求对于次梁，当各跨跨度相差不超过20％，且活荷载与恒荷载的比值小于等于3时，可不必画材料图，按构造规定确定钢筋的切断和弯起。有弯起钢筋无弯起钢筋附加横向钢筋m－附加箍筋排数n－附加箍筋肢数P双向板传力路径lylx四边简支矩形板①②②②②双向板破坏形式四边固定板(b)板底裂缝③(a)板面裂缝①①②②④④④④单跨双向板单区格双向板按弹性理论计算需指出：附录中系数是根据材料的波桑比υ＝0制定的。当υ≠0时，可按下式计算跨中弯矩对钢筋混凝土，υ=0.2多区格双向板跨中正弯

7、矩最大时的活荷载不利布置连续双向板的内力计算(1)跨中最大弯矩的计算对称荷载(g+q/2)反对称荷载(q/2)AAgqg+q/2q/2－q/2q/2q/2－q/2＋＝按四边固支计算中间区格按四边简支计算各区格将各区格内力叠加就是双向板某一区格跨中最大弯矩(2)支座最大弯矩的计算近似认为恒载和活载满布在连续双向板所有区格时，支座产生最大负弯矩；中间支座视为固支，周边支座视为简支，即可求得各区格板的支座弯矩；相邻支座弯矩不等时，取平均值。等效荷载