请问为什么竖向荷载作用下的弯矩需要调幅,水平荷载作用下的弯矩不需要调幅?哪位高手回答一下
请问为什么竖向荷载作用下的弯矩需要调幅,水平荷载作用下的弯矩不需要调幅?
哪位高手回答一下
12楼
气氛很活跃呀!呵呵,我也来凑凑热闹。下面说说我的个人意见,有错误的地方还请高手指正。
楼主的问题问的很好,可见是一个爱动脑子思考的人。
在实际的工程中,结构塑性内力重分布是普遍存在的。这个普遍性在于,无论是柱子还是梁,无论是横向荷载作用还是竖向荷载作用,内力重分布都存在。在结构分析里面,无所谓柱子和梁,它们的受力分析基本相同。所以从理论上来说,钢筋混凝土结构都可以进行内力调幅。但问题是,为什么要进行弯矩调幅?调幅的目的是为了减少支座处的钢筋,尽量避免钢筋打架,便于施工,从而保障节点的施工质量。竖向荷载作用下,梁的弯矩图呈抛物线,两边相等,均为负弯矩,跨中为正弯矩,这样的话,进行弯矩调幅后,两边的支座弯矩得到减小,跨中弯矩加大,我们的目的也就实现了。然而,水平荷载作用下结构的弯矩图,是一条斜的直线,如果我们进行调幅,根据塑性理论的的下限定理,我们会看到,一边的支座弯矩小了,但是另一边的弯矩却增加了。这样我们只是把一边的弯矩移到了另一边,支座处的钢筋拥挤现象并没有得到改善,反而更加严重!所以水平荷载作用下的调幅没有任何意义。也许有人会问,如果把组合后的弯矩进行调幅不更好么?首先,组合后的弯矩图调幅起来没有任何规律,再者,也是最重要的,荷载效应组合是线性的,也就是说,把组合后的荷载效应进行调幅就等于把各个荷载组合产生的效应调幅后再进行组合,这样是等价的。
前面也说了,无论柱子还是梁都存在内力重分布。但是,抗震设计要求“强柱弱梁”,让塑性铰首先出现在梁上。于是出现了柱端弯矩增大系数η(而不是分配弯矩乘系数,且还没有考虑板配筋对梁承载力的贡献),试验表明,即使采取了柱端弯矩增大系数,使柱的承载能力高于梁,要完全避免柱中出现塑性铰还是很困难,对于某些柱端,特别是底层柱的底端将会出现塑性铰。于是抗震规范又做了一些规定:限制了轴压比和剪压比、加强了柱子的端部箍筋,最重要的是把已经乘了柱端弯矩增大系数η的柱端组合弯矩设计值又进行了放大,根据框架等级分别放大1.5、1.25和1.15。 这样一来,柱子出现内力重分布的概率会很小,基本可以忽略了。
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本帖最后由 sjq1985 于 2009-1-12 18:42 编辑 ]
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13楼
再次说一下我的观点:“水平作用下柱子的内力其实是一种平衡,就如选挑梁不可调幅一样。”就像某排柱子发生沉降,导致框架内力的发生,如果内力不由变形来释放,刚度不折减,你说怎么实现调幅呢?
竖向荷载存在调幅是因为Mo的存在,计算上,只有一个荷载,Mo是不变的,可M支和M中可调整;实际上如果要坏了,按材料的富余强度,Mo还会不断变大的。结构屈服之后我们是没有经过计算的,靠什么?靠材料强度富余和靠合理构造。
12楼前面说的“在实际的工程中,结构塑性内力重分布是普遍存在的。这个普遍性在于,无论是柱子还是梁,无论是横向荷载作用还是竖向荷载作用,内力重分布都存在。在结构分析里面,无所谓柱子和梁,它们的受力分析基本相同。所以从理论上来说,钢筋混凝土结构都可以进行内力调幅。”按我的理解简直就是胡说八道。说什么结构塑性内力重分布是普遍存在的,问你一个问题,悬挑梁怎么调幅?
再看看12楼矛盾的地方“然而,水平荷载作用下结构的弯矩图,是一条斜的直线,如果我们进行调幅,根据塑性理论的的下限定理,我们会看到,一边的支座弯矩小了,但是另一边的弯矩却增加了。”为什么是这边调到那边而不是那边同时又调回来呢?符合我们的设计吗?这边调过去,那边调过来,这不是矛盾吗?
技术讨论言语我就不讲究语气轻重了,针对12楼的观点而已,不针对个人哦。
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本帖最后由 ougaogong 于 2009-1-13 10:10 编辑 ]
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14楼
11楼很多都说的对,看上去在水平工况参与下的组合似乎也能把支座调小把跨中放大,看似就是把竖向的调多了再组合,好像也没有什么说的。但这样我感觉受力不清晰,在某些场合下会产生安全度的丢失吗?在某些情况下又是否会加剧跨中富余的程度呢?看看震害对跨中到底有多大的影响呢?我觉得解决了这个问题,水平力参与下的调幅应用才可能实现,即使实现,我还是认为它仅仅是工程经验的积累,没有理论支持。
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15楼
真有学问,值得学习:time:
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16楼
真有学问,值得学习真有学问,值得学习
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17楼
学术讨论氛围很好啊~~
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18楼
不错,不错啊,继续努力!
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19楼
:time: :time:
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20楼
达观贵人,建议您看看T.PAULAY的《钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计》4.3节。
只对竖载调幅是中国规范做法,并不代表是唯一做法(对不对暂且不谈)。
对竖载调幅15%左右是相当古老的做法了,可直接调幅而不做特殊验算,只是对钢筋混凝土弹塑性性质的一种考虑,可见莱昂哈特的《钢筋混凝土结构配筋原理》。
“弹性内力、塑性设计”的道理一定要印在设计(钢混)人员的脑里,否则困难重重。
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21楼
好好啊哈啊啊啊 啊
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