钢筋混凝土塑性铰.ppt

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1、一、钢筋混凝土塑性铰介绍2受弯构件中的受拉铰4塑性铰应用与研究1塑性铰概述3压弯构件中的受拉铰钢筋混凝土受弯、偏压等构件的全受力过程中钢筋屈服后，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“塑性铰”。概念提出一塑性铰概述钢筋混凝土塑性铰分为受拉铰和受压铰塑性铰分类一塑性铰概述受压铰（混凝土铰）---受压砼发生塑性变形受拉铰（钢筋铰）---受拉筋产生塑性变形二者耗能机理不同可以通过弯矩—塑性铰转角曲线看出。受拉铰和受压铰的适用及注意塑性铰分类受压铰受拉铰适用超筋梁受弯、小偏心受压受弯、大偏心受压

2、注意增加箍筋抗震中尽可能出现受拉铰一塑性铰概述受拉铰形成与发展二受弯构件的受拉铰试验结果1受拉铰形成与发展试验结果1表明：1)一个小区段内钢筋达到流限，才能形成塑性铰并反应到M-θ图中，即受压砼和受拉筋的塑性变形分布在一个区域内；2)受压塑性区长度较短，受拉塑性区较长；3)光圆筋裂缝较少而集中，螺纹筋裂缝多而均匀；4)整个塑性区长度螺纹钢筋比光圆钢筋配筋的构件长。二受弯构件的受拉铰受拉铰形成与发展实际上钢筋会在一定长度上屈服，受压区砼的塑性变形也在一定区域内发展，而且混凝土和钢筋间的粘结作用也可能发生局部破坏

3、。这些非弹性变形的集中发展，使结构的挠度和转角迅速增大。二受弯构件的受拉铰受拉铰形成与发展非弹性变形集中产生的区域理想化为集中于一个截面上的塑性铰，该区段的长度称为塑性铰长度lp。塑性铰形成于截面应力状态的第Ⅱa阶段，转动终止于第IIIa阶段，所产生的转角称为塑性铰的转角p。二受弯构件的受拉铰受拉铰形成与发展二受弯构件的受拉铰试验结果2受拉铰形成与发展试验结果2表明：钢筋屈服以前，梁任一截面曲率挠度都是“弹性”，塑性铰形成之后，梁所增加变形几乎全部来自塑性铰转动，变形是塑性的。二受弯构件的受拉铰受弯构件受拉

4、塑性铰区长度塑性铰的两个主要参数：曲率ψ、塑性铰区长度lp二受弯构件的受拉铰受弯构件受拉塑性铰区长度二受弯构件的受拉铰问题：怎样求塑性铰区计算长度？受弯构件受拉塑性铰区长度二受弯构件的受拉铰简化模型1塑性铰计算长度受弯构件受拉塑性铰区长度二受弯构件的受拉铰简化模型2塑性铰区计算长度受弯构件受拉塑性铰区长度二受弯构件的受拉铰塑性铰区计算长度作者lp备注A.L.Barker胡德炘（xin）a-构件弯曲段长度阪静雄fy、fc—钢筋的屈服强度和混凝土的轴心受压强度—截面配筋率塑性铰区计算长度二受弯构件的受拉铰试验结果

5、塑性铰区计算长度试验结果分析：1)弯剪裂缝的影响（图a）2)跨中最大曲率扩展到lp0(图b)3)从lp0到lp的区间是从最大曲率过渡到屈服曲率的区段(图b)二受弯构件的受拉铰受弯构件受拉塑性铰区长度二受弯构件的受拉铰lp0试验分析lp0值试件V-1（光圆）V-2（螺纹）VI-1（光圆）VI-1（螺纹）0.2280.1860.3660.3560.7h01.03h00.6h00.96h0表中fb为混凝土弯曲时的抗压强度压弯构件受拉铰形成和发展三压弯构件中的受拉铰问题的复杂性1）轴向力的存在2）斜向受力荷载角问题3

6、）偏压构件接近等弯区解决：开槽钢筋贴应变片压弯构件受拉铰形成和发展三压弯构件中的受拉铰主轴向受力压弯构件试验结果压弯构件受拉铰形成和发展三压弯构件中的受拉铰试验结果表明：1）轴向力使受压塑性区增大，受拉塑性区减少；2）压弯构件中，当某一截面的钢筋达到屈服后，屈服区砼应变集中，随着钢筋屈服区增大，屈服渗透发展而形成塑性铰；3）钢筋屈服只在一个较短区域内集中。试件编号截面尺寸b×h(cm)轴压比N/N0荷载角α破坏荷载（kN）受拉塑性铰区长度lp(cm)按式（2.3）或（2.4）计算lp(cm)lp0PA-16-

7、L116.6×15.90.0504521.622.21.02h0PA-16-L216.0×16.30.205619.420.11.36h0斜向受力压弯构件三压弯构件中的受拉铰试件编号截面尺寸b×h(cm)轴压比N/N0荷载角α破坏荷载（kN）受拉塑性铰区长度lp(cm)按式（2.3）或（2.4）计算lp(cm)lp0PAS-18-L118.4×18.50.0545°7435.833.70.93h0PAS-18-L218.2×18.00.1845°83.430.730.60.82h0PAS-18-L318.3×

8、18.20.0530°7333.331.91.17h0PAS-18-L418.3×18.70.1830°81.530.731.30.54h0结论：1）随着轴压比增加lp减小2）随着荷载角α增加（0~45º），lp增加压弯构件受拉铰形成和发展三压弯构件中的受拉铰斜向受力压弯构件试验结果结论：1）随着轴压比增加lp减小2）随着荷载角α增加（0~45º），lp增加压弯构件受拉铰形成和发展三压弯构件中的受拉