大当家给你讲讲抗震延性的概念(新手进来看看呗)
艾希大当家
2015年04月10日 14:32:15
只看楼主

本帖最后由 艾希大当家 于 2015-4-10 16:10 编辑 此帖为回复之前一个帖子而开,由于内容有点累赘,因此新开。原帖http://bbs.co188.com/thread-8987359-1-1.html (从受压区截面高度来思考塑性铰的问题)欢迎各位结构新手,在校学生,复习一注二注的同行,还有土木老前辈们指导。

本帖最后由 艾希大当家 于 2015-4-10 16:10 编辑

此帖为回复之前一个帖子而开,由于内容有点累赘,因此新开。

原帖 http://bbs.co188.com/thread-8987359-1-1.html
(从受压区截面高度来思考塑性铰的问题)

欢迎各位结构新手,在校学生,复习一注二注的同行,还有土木老前辈们指导。
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艾希大当家
2015年04月10日 14:36:50
2楼
本帖最后由 艾希大当家 于 2015-4-10 16:59 编辑

帖主很有钻研精神,这一点值得我们学习。在此我也提出自己的一些理解,由于内容比较累赘,且本人语言组织能力有限,我尽量分点来阐述自己已经形成的概念。

开篇首先提出的 抛砖问题:“ 为何要在梁端设置塑性铰的问题”,帖主开门见山地将塑性铰(即延性)和受压区高度结合到一起来谈这个问题。我个人认为这段内容的描述是正确的,但是却不是这个问题的答案。帖主的阐述大概是,因为相对受压区高度有个界限,界限左右分别是延性破坏和脆性破坏,为了满足延性的要求,咱们得把受压区高度限制一下。讲了这么多,大家理解了为什么要在两端设置塑性铰的问题了吗?

有些同学可能觉得自己有点理解了。但是大家仔细一想,其实你也就只懂了限制受压区能保证延性。您想清楚了什么是延性吗?延性和塑性铰是神马关系呢?

好了,现在开始进入正题。

首先,要弄懂延性,就要对抗震进行一个整体认识。

抗震设计的方法的发展历程大概是: 基于承载力----- 基于承载力和延性------ 基于性能-------的抗震设计。
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艾希大当家
2015年04月10日 15:08:29
3楼
本帖最后由 艾希大当家 于 2015-4-11 17:53 编辑

(一)延性的概念的提出

首先,要弄懂延性,就要对抗震进行一个整体认识。
抗震设计的方法的发展历程大概是:基于承载力-----基于承载力和延性------基于性能-------的抗震设计。

1930年代,日本提出的静力法,以0.1倍的重力荷载水平施加于结构;
20世纪30-50年代,反应谱法的发展
这个时期的抗震是( 基于承载力的抗震设计

50年代后,结构设计者们发现,即便他们设计的已经在强度上很猛了,但是由于 变形能力的不足,震害还是会发生。这个时候,直接动力计算方法也得以开发,延性的概念也在此提上议程。这个时期发展为 基于承载力--延性的抗震设计

延性是什么?课本上的官方解释是指构件和结构屈服后,具有承载能力不降低或基本不降低、且具有塑性变形能力的一种性能。(注意 构件结构,下面根据顺序阐述强剪弱弯和强柱弱梁)
延性总是和耗能结合在一起。那么滞回曲线大家应该有印象,个人觉得可以这么感性认识,耗能就是滞回曲线包络的那个区域,而延性就是滞回曲线上局部的数值比例。包络区越饱满,耗能越多,滞回曲线越延展,延性越好(自己判断)。

那么重点来了:要设计 一个延性构件,比如说梁,梁的破坏有剪切破坏和弯曲破坏,两种破坏的 耗能和延性就可以通过做实验得到滞回曲线进行对比,两种情况的延性也可能通过做实验得到滞回曲线对比。那么,现在得到的结论是,弯曲破坏耗能更多,延性更好!因此我们强调什么? 强剪弱弯!使得构件的抗剪比抗弯更强,换句话说,就是使构件弯坏,而不要剪坏!

第二个重点来了:要设计 一个延性结构,比如说框架结构,结构的破坏有很多种(整体破坏暂且不谈),分为梁铰机制( 梁端先出现塑性铰)和柱铰机制( 柱端先出现塑性铰)。与上面的同理,咱们要做实验, 得出耗能最好的破坏方式。梁是受弯构件,容易实现大延性和耗能;柱是压弯构件,相对不容易实现大延性和耗能,同时柱铰机制的出现对结构整体性有危害。因此我们选择什么? 强柱弱梁!强的是柱端弯矩承载力,弱的是梁端弯矩承载力(概念要清晰,首先是 抗力,而不是力;其次是 弯矩抗力,不是剪力抗力)。

至此,楼主的第一个问题,应该从这里得到答案:
抗震的发展----延性概念的提出----哪种破坏更耗能----强柱弱梁----“为何要在梁端设置塑性铰的问题”。

什么?你还不懂?还要我说清楚?

好吧, 在梁端设置塑性铰比在柱端设置塑性铰更耗能,对于结构的延性更好,而保证受压区高度是为了实现梁端出现塑性铰的一个核心措施。楼主误将措施当成原因。
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艾希大当家
2015年04月10日 15:42:53
4楼
本帖最后由 艾希大当家 于 2015-4-10 16:30 编辑

(二)设计中如何涉及到延性

这个部分简简单单带过。

其实在 方案阶段咱们就应该从建筑的选址、结构的选型、材料的选用等阶段进行控制。大局把控延性设计的结构,小生还没接触过,没这个概念。
咱们更多的是在构件阶段控制延性,比如强剪弱弯,这就是为什么框架柱和框架梁会有个箍筋加密区,而次梁没有箍筋加密区这个内容(次梁不考虑抗震设计)。箍筋加密,意味着抗剪增强,而弯矩相对不变,即?(自己思考)
规范上是通过调整弯矩或者剪力设计值来把控强柱弱梁和强剪弱弯的。具体可以参考抗规、高规、混规11章等。

咱国家现阶段的抗震设计是这样的: 以构件极限承载力设计保证结构承载力,以抗震措施保证结构延性的设计方法。其实就是基于承载力--延性的抗震设计方法。
至于更猛的 基于性能的抗震设计,咱国家还远未达到。为什么呢? 个人见解,浅显勿喷:在延性设计的时候,有一部分高层或者复杂建筑会用到弹塑性时程分析或者静力弹塑性分析验算(注意是 验算,而不是设计),在这个还没成为常规手段之前,基于性能的方法也就只能想想罢了。当然,在伟大祖国的某些高精尖地区还是在这方面的高端人才。

整个设计流程是这样的:

1、先将外在荷载标准值(恒活)和材料抵抗力的标准值定下来 (外力与抗力)

2、考虑分项系数(可靠度的概念),将标准值变成设计值;(外力与抗力是离散的, 通过概率取值

3、将设计值根据工况进行组合,形成荷载组合(不同的 外力要进行组合,而抗力不进行组合)

4、将荷载组合作用在结构上,计算出构件内力(外力作用于结构,结构 产生内力

5、根据抗震措施(延性构件的概念)进行内力放大(弯矩、剪力等);( 内力根据延性概念进行 调整

6、根据调整后的内力进行配筋,加上相关相关抗震构造措施绘制施工图。(配筋就是 抗力要吃掉内力,还要有富余)

此处应注意:抗震措施=抗震构造措施+(延性)内力调整(规范明确有这个意思)
作为一个合格的工程师要有 外力(荷载)、 内力抗力(承载力)的清晰概念。

另外,注意第5步骤,在PKPM里面调整抗震等级啊这些参数,自动计算的,计算书也不会反应内力调整的过程。但是这些
东西,一注二注可是很抢手的考点哦
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艾希大当家
2015年04月10日 15:54:32
5楼
啊,没有一点回应,感觉没意思啊,不更新了。。

下一波更新是回应这句话” 相反,柱端却要变得更加脆性而不是延性“。

或者有哪位高人把我想说的一并说完得了。
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a492802612
2015年04月10日 15:55:24
6楼
:lol说的不错,在看呢,一下想起来好多忘了的东西
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yan13151552109
2015年04月10日 16:11:19
7楼
写得非常好,既专业又趣味
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catcher1221
2015年04月10日 16:36:53
8楼
赞一个,思路清晰
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晓晓布丁
2015年04月10日 16:38:32
9楼
艾希大当家 发表于 2015-4-10 15:54 啊,没有一点回应,感觉没意思啊,不更新了。。下一波更新是回应这句话”相反,柱端却要变得更加脆性而 …楼主是深藏不露啊,继续更新,很多网友们等着你码字呢
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艾希大当家
2015年04月10日 16:39:15
10楼
catcher1221 发表于 2015-4-10 16:36 赞一个,思路清晰谢谢
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艾希大当家
2015年04月10日 16:46:58
11楼
晓晓布丁 发表于 2015-4-10 16:38 楼主是深藏不露啊,继续更新,很多网友们等着你码字呢谢谢啊,我再整理整理。
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