塑性内力重分布ppt课件

1、1.应力重分布与内力重分布应力重分布与内力重分布材料的非弹性材料的非弹性超静定结构超静定结构1.应力重分布与内力重分布应力重分布与内力重分布l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1弹性分析时，随着F的变化，MB /M1=常量；塑性分析时随着F的变化，MB /M1不断变化， 内力在支座和跨中之间不断重新分配。内力重分布的概念：内力重分布的概念：PAsbhM yMMyMu0 u塑性铰的转动能力塑性铰的转动能力pyupl )(MyMu y u- ylppl塑性铰塑性铰 混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，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

2、载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下，截面的变形可以急剧无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧增大，称出现了增大，称出现了“塑性铰塑性铰”。塑性铰与普通铰的区别是：塑性铰与普通铰的区别是：(a) 塑性铰是单向铰，只能沿塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转方向转动；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：puyp()l塑性铰的类型塑性铰的类型钢筋铰的转动能力较大，延性好，是连钢筋铰的转动能力较大，延性好，是连续梁、板结构中允许出现的。续梁、板结构中允许出现的。内力重分布内力重分布超静定结构中，某一截面由于

3、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这一非弹性变形集中这一非弹性变形集中产生的区域理想化为产生的区域理想化为集中于一个截面上的集中于一个截面上的塑性铰塑性铰.正截面受弯塑性铰正截面受弯塑性铰MMuMy0 y u =(c+s)/h0阶阶段段-受拉混凝土受拉混凝土开开裂裂阶阶段段-受

4、拉受拉钢钢筋屈服筋屈服阶阶段段-屈服后至破坏：塑性屈服后至破坏：塑性应变应变增大，增大，应应力不力不变变；受；受压区压区高度高度减减小。小。cfcubxfyAsxy屈服时，屈服时，fyAs=fcubx因为因为x减小，所以减小，所以z略增大，略增大，所以所以Mu略有增大。略有增大。pyupl )(概念概念塑性铰的特点塑性铰的特点plU(a)(b)U(a)(b)U(a)(b)UU(a)(b)超静定结构的极限荷载及内力重分布F1F1A2l2lllABMB=0.188F1lM1=0.156F1l荷载较小时，荷载较小时，两个集中力两个集中力引起的弯矩引起的弯矩分布与弹性分布与弹性计算结果一计算结果一致。

5、致。开裂前开裂前-弹性阶段弹性阶段当集中力增加至当集中力增加至F时时中间支座及荷载作用中间支座及荷载作用点的弯矩分别是：点的弯矩分别是：MB=0.188FlM1=0.156FlF0.156Fl0.156Fl0.188Fl0.188Fl按照受弯构件计算，连续梁跨中及按照受弯构件计算，连续梁跨中及支座的极限弯矩支座的极限弯矩Mu承载力为承载力为0.188Fl极限弯矩极限弯矩l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1MB=0.188FlM1=0.156Fl当加荷增量当加荷增量F2=0.128F时，连续时，连续梁跨中截面弯矩为：梁跨中截面弯矩为：FlFlFlM188. 0128. 041

6、156. 01F2l0/4F2l0/4F2F2AAB+于是，跨中也形成塑性铰，整个机构变成可变体系而告破坏。F1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4=MuB=0.188FlMu1= 0.188Fl(1)开裂前开裂前-弹性阶段弹性阶段(2)支座开裂后支座开裂后-支座弯矩增长支座弯矩增长，跨中开裂后，跨中开裂后-M支增长支增长(3)支座钢筋屈服支座钢筋屈服-支座塑性铰，简支两跨中弯矩支座塑性铰，简支两跨中弯矩增加直至跨中受拉筋屈服，变为铰。增加直至跨中受拉筋屈服，变为铰。FMF1+F2F1M1MB弹性弹性跨中开裂跨中开裂支座开裂支座开裂M=EI两点结论* 对钢筋混凝土静定结构，塑

7、性铰出现即导致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可变体时，才破坏。* 弹性方法的承载力：F1；内力重分布法的承载力：Fu=F1+F2。说明弹性方法未充分发挥结构的潜力，反过来说，在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处的内力进行设计。内力重分布的概念：内力重分布的概念： 弹性分析时，随着弹性分析时，随着F的变化，的变化，MB /M1=常量；常量； 塑性分析时随着塑性分析时随着F的变化，的变化，MB /M1不断变化，不断变化， 内力在支座和跨中之间不断重新分配。内力在支座和跨中之间不断重新分配。M1=0.156FlMB=0.188Fl 1)充分的和不充分的内力重分布：不充分的内力重分布不充分的内力重分布不充分的内力重分布不充分的内力重分布2)2)塑性铰的转动能力和内力重分布塑性铰的转动能力和内力重分布 试验研究表明，塑性铰转角试验研究表明，塑性铰转角的大小，随配筋率的提高而降低，的大小，随配筋率的提高而降低，主要取决于截面相对受压区高度主要取决于截面相对受压区高度值。对受弯构件，受压区高度直值。对受弯构件，受压区高度直接受配筋率的影响接受配筋率的影响. 钢材品种也影响截面的延性，钢材品种也影响截面的延性，普通热轧钢筋具有明显的屈服台普通热轧钢筋具有明显的屈服台阶，延伸率也较高；混凝土强度阶，延伸率也较高；混凝土强度等级