理论教育 钢筋混凝土连续梁内力计算方法

钢筋混凝土连续梁内力计算方法

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:等跨连续梁(板)的内力计算 根据荷载的不利组合确定荷载位置后,即可按结构力学的方法进行连续梁的内力计算。对于超静定结构,如钢筋混凝土连续梁,由于存在多余连系,某一截面的屈服,即某一截面出现塑性铰,并不能使结构立即成为破坏机构,而还能承受继续增加的荷载。

钢筋混凝土连续梁内力计算方法

肋梁楼盖中板、次梁和主梁一般均为多跨连续超静定结构。设计连续梁(板)时,内力计算是比较重要的内容。其内力计算的方法有两种,一是按弹性理论计算;二是考虑塑性变形内力重分布的计算方法。

1.按弹性理论计算的方法

按弹性理论计算是将钢筋混凝土梁看成弹性匀质材料,内力计算是按结构力学中所述的方法进行。

(1)荷载的最不利组合 连续梁所承受的荷载为活荷载及恒载两部分,活荷载的作用位置是变动的。可能不同时作用在各跨上。要使构件在多种可能的荷载布置下,都能安全使用,就需要确定构件多截面上可能发生的最大内力。因此,就有一个活荷载如何布置,与恒载相组合,使指定截面的内力为最不利的问题。这就是荷载的最不利组合。

(2)等跨连续梁(板)的内力计算 根据荷载的不利组合确定荷载位置后,即可按结构力学的方法进行连续梁的内力计算。为计算简便,对于2~5跨等跨连续梁,在不同的荷载布置作用下的内力计算已制成表格,查得相应的内力系数,即可求得相应截面的内力:

均布荷载作用,M=kqL2弯矩值)

V=k1qL剪力值)

集中荷载作用,M=kpL

V=k1p

kk1为弯矩与剪力系数,可由计算表格中查出。

(3)内力包络图 内力包络图包括弯矩(M)包络图与剪力(V)包络图。作包络图的目的,是求出梁(板)各截面可能出现的最不利内力,并以此来进行截面配筋计算及沿梁(板)长度布置钢筋和确定切断点

2.考虑塑性变形内力重分布的塑性计算方法

(1)内力重分布的基本概念 按弹性理论计算的方法,认为结构上任一截面的内力达到该截面承载能力极限时,整个结构即破坏,这个概念对于静定结构来说是对的。而对于钢筋混凝土超静定结构来说,某一个截面的内力达到承载能力极限时,不一定导致整个结构破坏,它还有一定的安全储备。另外,按弹性理论计算的方法把钢筋混凝土看做匀质弹性材料,忽略了它的塑性性能,也反映了这种计算方法的局限性。

对于超静定结构,如钢筋混凝土连续梁,由于存在多余连系,某一截面的屈服,即某一截面出现塑性铰,并不能使结构立即成为破坏机构,而还能承受继续增加的荷载。当继续加荷时,先出现塑性铰的截面所承受的极限弯矩Mu维持不变,截面产生转动。没有出现塑性铰的截面所承受的弯矩继续增加,即结构的内力分布规律与出现塑性铰前的弹性计算不再一致,直到结构形成几何可变体系。这就是塑性变形引起的结构内力的重新分布。塑性铰转动的过程就是内力重新分布的过程。

(2)均布荷载作用下,等跨连续梁(板)按塑性计算内力的公式(www.daowen.com)

考虑塑性变形内力重分布计算连续梁(板)的内力,就是先按弹性计算方法求出弯矩包络图,然后人为地调整某截面的弯矩。由于按弹性计算的结果,一般支座截面负弯矩较大,这就使得支座配筋密集,造成施工不便。所以一般都是将支座截面的最大负弯矩调低,即减少支座弯矩。一般调整的幅度不大于30%。

根据上述原则,可导出下面的内力计算公式:

M=αq+pl2 (kN·m)

V=βq+pl0 (kN)

式中 αβ——弯矩和剪力系数,可从规范中查得;

ll0——计算跨度及净跨(m);

qp——均布恒载及活载(kN/m2)。

3.两种内力计算方法的选择

考虑塑性变形内力重分布的计算方法虽比按弹性方法计算节省钢筋,降低造价,并使构造简单便于施工,但会使结构较早出现裂缝,构件的裂缝宽度及变形均较大。因此,在下列情况下不宜采用塑性计算法,而应采用弹性计算法:

1)直接承受动荷载作用的构件。

2)在使用阶段不允许有裂缝,或对裂缝开展宽度有较高要求的结构。

3)构件处于重要部位,要求有较大的强度储备。

对于一般民用房屋中的肋形楼盖的板和次梁,均可采用塑性计算方法;而对于主梁一般选用弹性计算。

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