钢筋混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布的分析方法[工程类精品文档]
混凝土结构设计分析塑性内力重分布分析
理想弹塑性关系
开裂前---弹性阶段
荷载较小时， 两个集中力 引起的弯矩 分布与弹性 计算结果一 致。
MB=0.188F1l M1=0.156F1l
当集中力增加至F时 中间支座及荷载作用 点的弯矩分别是：
MB=0.188Fl M1=0.156Fl
按照受弯构件计算，连续梁跨中及 支座的极限弯矩Mu（承载力）为 0.188Fl
用塑性理论分析超静定梁
结构的弹性分析： 假定应力应变关系是线性的，结构的位移与 荷载关系是线性的。荷载卸去后，结构会恢复到 原来形状无任何残余变形。
结构的塑性分析： 基于考虑材料塑性性质的结构分析。其任 务是研究结构处于塑性状态下的性能，确定结 构破坏时所能承受的荷载---极限荷载。
弹塑性关系
内力重分布概念
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 力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象， 称为出现了内力重分布。
内力重分布的概念：
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。
弹性
M
(1)开裂前---弹性阶段 (2)支座开裂后---支座弯矩增长下降，跨中开裂后 ---M支增长增加 (3)支座钢筋屈服---支座产生塑性铰，简支梁跨中 弯矩增加直至跨中受拉筋屈服，变为铰。
结论
* 对钢筋混凝土静பைடு நூலகம்结构，塑性铰出现即 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:Fu=F1+F2。
由于内力重分布，超静定钢筋混凝土结构 的实际承载能力往往比按弹性方法分析的高， 故按考虑内力重分布方法设计，可进一步发挥 结构的承载力储备，节约材料，方便施工； 同时研究和掌握内力重分布的规律，能更 好地确定结构在正常使用阶段的变形和裂缝开 展值，以便更合理地评估结构使用阶段的性能。 但是，结构按塑性内力重分布方法进行设计 时，结构承载能力的可靠度低于按弹性理论设 计的结构。
房屋建筑混凝土结构设计期末复习题及参考答案
混凝土结构设计（A ）期末复习题一一、单向选择题（每小题2分，共计40分，将选择结果填入括弧）1．塑性铰与理想铰的主要区别是：（ ）。
A ．塑性铰不能转动，而理想铰可在两个方向做无限的转动B ．理想铰集中于一点，故只能承受一定数值的弯矩，而塑性铰可承受较大的弯矩C ．塑性铰是单向铰，只能在弯矩作用方向做有限的转动，转动的大小受材料极限变形的限制D ．塑性铰集中于一点，而理想铰形成在一小段局部变形较大的区域2．按弹性理论计算钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖的板和次梁的内力时，采用折算荷载的原因是（ ）。
A ．修正因忽略次梁抗扭刚度而产生的误差B ．考虑在计算简图中取支座中点间距为跨长C ．考虑板和次梁荷载的随机性D ．考虑板和次梁施工尺寸的误差3．如下四个简图中，（ ）图可考虑塑性内力重分布。
4．如图所示的四种受弯构件的正截面，（ ）种截面的塑性转动能力最大。
5．按塑性内力重分布考虑，钢筋混凝土连续梁的破坏标志是（ ）。
A ．B ．C ．D ．C15混凝土400B ．200 C20混凝土C20混凝土 400 A ． 400 C20混凝土 C ．A ．某截面钢筋屈服B ．整个梁成为可变体系C ．出现第一个塑性铰D ．某截面出现裂缝 6．四等跨连续梁，为使跨中支座截面出现最大负弯矩，活荷载应布置在（ ）。
A ．2、4跨B ．2、3跨C ．3、5跨D ．3、4跨7．整体现浇肋梁楼盖中的单向板，中间区格的弯矩可折减20%，主要是考虑（ ）。
A ．板内存在的拱作用B ．板的安全度较高，可进行折减C ．板上活载满布的可能性较小D ．板上荷载实际上也向长跨方向传递了一部分8．对于钢筋混凝土现浇楼盖，若1l 表示短边的计算跨度，2l 表示长边的计算跨度，则（ ）。
A ．当21/2l l >时，可按双向板进行设计B ．当21/1l l ≤时，不宜按双向板进行设计C ．当21/3l l ≥时，可按单向板进行设计D ．当212/3l l <<，宜按单向板进行设计9．一般单层厂房中，（ ）是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
高等钢筋混凝土结构-塑性铰与内力重分布
超静定结构的塑性内力重分布
矩形等截面两跨连续梁为例） 塑性内力重分布的过程 （以矩形等截面两跨连续梁为例）
两跨连续梁内力变化过程
条件： 条件：
（1）M ABy = M BCy = M By ） （2）适筋梁 ） （3）达 M u之前不 ） 发生剪切破坏
两跨连续梁内力变化图
第一过程：裂缝出现～塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。 第一过程：裂缝出现～塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。 裂缝的形成和开展 塑性铰的转动 第二过程：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。 第二过程：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。
利用连续梁塑性内力重分布的规律，可以人为将中间支 利用连续梁塑性内力重分布的规律， 座设计弯矩调低 塑性铰转动能力与配筋率有关 配筋率越小，塑性铰转动能力越大。 配筋率越小，塑性铰转动能力越大。 工程中对按塑性内力重分布进行设计的连续梁（ 工程中对按塑性内力重分布进行设计的连续梁（或超静定结 一般是通过控制相对受压区高度 构），一般是通过控制相对受压区高度ξ 来保证预期塑性铰 ），一般是通过控制 位置具有足够的转动能力。 位置具有足够的转动能力。
可见，在保持连续梁极限承载力不变的前提下， 可见，在保持连续梁极限承载力不变的前提下，利用塑性 内力重分布规律，人为调整设计弯矩， 内力重分布规律，人为调整设计弯矩，减少支座配筋的密 集程度，有利于施工。 集程度，有利于施工。 但人为调整设计弯矩不是任意的 调整幅度越大，支座塑性铰出现就越早，达到极限承载力 调整幅度越大，支座塑性铰出现就越早， 时所需要的塑性铰转动也越大 如果转动需求超过塑性铰的转动能力，塑性内力重分布就 如果转动需求超过塑性铰的转动能力， 无法实现
σ max = σ s
M = ∫ σydA = EIk ---弯矩与曲率关系 ---弯矩与曲率关系
电大混凝土结构设计A考前复习题超全
一、单项选择题（每小题2分，共计40分，将选择结果填入括弧）1、现浇楼盖是指在现场整体浇筑的楼盖，关于其优点的表述不正确的是：（ B ）。
A ． 整体刚性好B ． 抗震性能差C ． 防水性能好D ． 结构布置灵活2. 对于钢筋混凝土现浇楼盖，若1l 表示短边的计算跨度，2l表示长边的计算跨度，则（ D ）。
A. 当21/2l l >时，可按双向板进行设计B. 当21/1l l ≤时，不宜按双向板进行设计C. 当21/2l l ≥时，可按单向板进行设计D. 当212/3l l <<，宜按双向板进行设计3．关于井式楼盖的特点，下列叙述错误的是（ A ）。
A ． 需要设置较多内柱B ． 能跨越较大空间C ． 适用于中小礼堂、餐厅以及公共建筑的门厅D ． 用钢量和造价较高4．关于无梁楼盖的特点，下列叙述错误的是（ C ）。
A ． 荷载由板直接传至柱或墙B ． 能够使房间净空高、通风采光好C ． 施工时支模复杂D ． 用钢量较大5．作用在屋盖上的荷载有恒荷载和活荷载两种，下列不属于活荷载的是（ A ）。
A ． 屋盖自重B ． 积灰荷载C ． 雪荷载D ． 风荷载6. 五等跨连续梁，为使第三跨跨中出现最大正弯矩，活荷载应布置在：（ C ）。
A. 1、2、4跨B. 1、2、3跨C. 1、3、5跨D. 2、3、4跨7．按照《混凝土结构设计规范》的规定，下列情况中，可以按塑性内力重分布法计算结构内力的是（ D ）。
A ． 直接承受动荷载作用的结构构件B ． 裂缝控制等级为一级或二级的结构构件，如水池池壁C ． 处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件D ． 裂缝控制等级为三级的结构构件8．排架结构形式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，（ C ）的结构形式。
A ．排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础铰接B ．排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础刚接C ．排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础刚接D ．排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础铰接9．一般单层厂房中，（ D ）是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
塑性内力重分布方法
塑性内力重分布方法
塑性内力重分布方法是一种用来求解结构塑性内力分布的方法。
在塑性分析中，结构的材料达到塑性状态时，结构内力会随着荷载的增加而发生变化，而且结构的内力分布不再均匀。
因此，为了更精确地分析结构的性能，需要采用塑性内力重分布方法，即在结构达到塑性状态时，将内力进行重分布，使得结构内力分布变得均匀。
塑性内力重分布方法通常有以下几种：
1. 弹性增量法
弹性增量法是一种结合了弹性和塑性分析的方法，它通过将结构的初始状态定义为弹性状态，而后随着荷载的增加，结构逐渐进入塑性状态。
在这个过程中，通过一定的计算方法对结构内力进行分析和重分布，使得结构内力分布更加均匀。
2. 极限均布力法
极限均布力法是一种基于结构的平衡原理推导出的计算方法，它通过采用合理的均布力大小和位置，使得结构满足塑性要求的同时，内力分布也达到最均匀的状态。
这种方法通常适用于简单的结构，但对于复杂的结构，计算复杂度会增加。
3. 弹塑性逐步均布力法
弹塑性逐步均布力法是一种结合了弹性和塑性分析的方法，它通过逐步增加荷载，使结构逐渐进入塑性状态。
在这个过程中，通过一定的计算方法对结构内力进行
分析和重分布，使得结构内力分布更加均匀。
该方法在实际工程中的应用较为广泛，具有一定的精度和计算效率。
总之，选择何种塑性内力重分布方法应根据具体的工程情况来决定。
同时，需要结合实际应用时的精度、计算难度和计算效率等方面进行综合考虑。
混凝土结构4-塑性内力重分布
实例演示
通过实际的工程案例，展示塑性内力重分布在混凝土结构设计中的应用和效果。
混凝土结构4-塑性内力重 分布
混凝土结构是一种常用的建筑结构，具有高强度、耐久性和抗震性能。塑性 内力重分布是一种重要的分析和设计方法，能够提高结构的安全性和承载能 力。
混凝土结构基本概念
混凝土是一种由水泥、砂、骨料和水按照一定比例搅拌而成的人造材料。混 凝土结构是指使用混凝土作为主要承载材料构建的建筑结构。
塑性内力重分布能够有效减小结构的应力集中，提高结构的荷载响应能力和承载能力。同时，它还能够增加结 构的韧受到多个因素的影响，包括结构的几何形状、材料性 质、荷载类型和作用位置等。设计师需要综合考虑这些因素来确定最佳的塑 性内力重分布方案。
塑性内力重分布的设计方法
塑性内力分析方法
塑性内力分析是一种基于结构变形能量原理的分析方法，通过考虑结构的非 线性行为和塑性变形来确定结构的内力分布和变形状态。
塑性内力重分布的原理
塑性内力重分布是通过适当调整结构的初始内力分布，使结构在极限状态下能够充分发挥塑性变形的能力，从 而提高结构的安全性和承载能力。
塑性内力重分布的优点
形考任务五
形考任务五一、简答题（共17小题，每小题4分）1．混凝土结构形式通常包含哪些？答：1、混凝土结构包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
2、三种结构种类的介绍：1）、素混凝土结构是指无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。
素混凝土是针对钢筋混凝土、预应力混凝土等而言的。
素混凝土的组成：素混凝土是由水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）、外加剂，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成，它与钢筋混凝土的主要区别在于：素混凝土不配置钢筋。
2）、钢筋混凝土结构：在混凝土中配以适量的钢筋，则为钢筋混凝土。
用钢筋和混凝土制成的这种结构，钢筋能承受拉力，混凝土能承受压力，具有坚固、耐久、防火性能好的优点、且比钢结构节省钢材，成本大大降低。
3）、预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是指在结构构件受外力荷载作用前，人为给混凝土施加预压应力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力。
预应力混凝土适宜于建造大跨度结构。
2．简述结构选型的主要目的和内容？答：（1）满足耐久性和安全性要求。
结构耐久性和安全性是住宅结构优化设计最基本的要求，选择的结构体系的选择和选用的材料，必须有利于抗风、抗震、抗洪以及方便使用寿命期间的改造维修，在偶然事件发生仍能保持其结构的整体稳定性和耐用性。
（2）满足使用性的要求。
即进行结构方案设计时应以更好地满足人们对建筑使用性和舒适性的要求为目的，充分考虑结构中各类与之相关的问题，做到面面俱到。
（3）满足经济性的要求。
即结构设计时应根据建筑的建造地点、规模大小、高度多少等，在满足耐久性、安全性和使用性要求的前提下，精打细算采用经济又合理的优化结构体系，以起到节约成本的功效。
3．简述结构计算高度的定义和作用？答：结构高度是浇灌好混凝土的高度。
上面附加后的高度叫建筑高度，有的要装潢，装潢后的高度就是装饰高度了。
4. 结构体系选定后，结构设计人员要进行结构布置，结构布置应满足的原则有哪些？答：一、结构平面布置平面形状简单、规则、对称尽量使质心和钢心重合。
中央电大混凝土结构设计A答案及复习题
一、判断题1.对于L2/L1≥3的板，可按单项板进行和设计，是由于单向板上的荷载主要沿板的短边方向传到相应的支承梁上，所以需沿板的短跨方向布置受力筋，而沿板的长跨方向不必布置任何钢筋。
（错）2.按弹性理论计算主梁截面的配筋时，其内力设计值应以支座边缘面为准，即M支= M支计算-V0b/2(对)。
3.不论静定和超静定的钢筋混凝土结构随外载的增大，均存在截面应力重分布的现象，而塑性内力重分布只存在于超静定结构内，静定结构中不存在塑性内力重分布（错）。
4.肋形楼盖荷载传递的途径都是板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基（对）。
5.直接承受动荷载作用的结构构件可按塑性内力重分布法计算结构内力（对）。
6.在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，采用按弹性理论的计算方法与采用考虑塑性内力重分布的计算方法相比，后者的计算结果更偏于安全（错）。
7.对于单向板肋形梁楼盖，根据设计经验，经济的的柱网尺寸为5-8m，次梁的经济跨度为4-6m，单向板的经济跨度则是1.7-2.5m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m。
（对）。
8.对单向板肋梁楼盖的板，可沿板长跨方向取出1m宽的板带作为计算单元，代表整个板的受力状态。
（错）。
9.由于无梁楼盖是超静定结构，而其内力的大小时按其刚度的大小进行分配，故柱上部分的弯矩值比跨中板带的弯矩绝对值大。
（对）10.对于多跨连续梁结构，求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，同时两侧每隔两跨布置活荷载。
（错）11.钢筋混凝土超静定结构破坏的标志不是某个截面屈服（出现塑性铰），而是形成几何可变体系（对）。
12. 钢筋混凝土静定结构破坏的标志不是某个截面屈服（出现塑性铰），而是形成几何可变体系（错）。
13.屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架属于屋盖结构体系，屋盖结构分无檩屋盖和有檩屋盖两种（对）。
14.排架结构形式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础刚接的结构形式（错）。
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钢筋混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布的分析方法[工程类精品文档]
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【学员问题】钢筋混凝土构件可采用考虑塑性内力重分布的分析方法？
【解答】（1）《混凝土结构设计规范》GB500102002第5章5.3节中规定：
房屋建筑中的钢筋混凝土连续粱和连续单向板，宜采用考虑塑性内力重分布的分析方法，其内力值可由弯矩调幅法确定。
框架、框架-剪力墙结构的梁以及双向板等，经过弹性分析求得内力后，也可对支座或节点弯矩进行调幅，并确定相应的跨中弯矩。
按考虑塑性内力重分布的分析方法设计的结构和构件，尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。
对于直接承受动力荷载的构件，以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下的结构，不应采用考虑塑性内力重分布的分析方法。
承受均布荷载的周边支承的双向矩形板，可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态设计，同时应满足
正常使用极限状态的要求。
（2）《高规》第5章第5.l节和5.2节中规定：
高层建筑结构的内力与位移可按弹性方法计算。
框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。
在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系
数进行调幅，并应符合下列规定：
1）装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为O.7～0.8；现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8～0.9.
2）框架梁端负弯矩调幅后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大；
3）应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合；
4）截面设计时，框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%.
在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于O.5.
（3）钢筋混凝土材料的结构构件具有塑性变形内力重分布的性能。
连续单向板及双向板按塑性计算降低支座弯矩加大跨中弯矩，如果施工中操作人员踩支座钢筋减小板计算有效高度`h_o`.对提高板的承载力是有利的。
框架梁和连粱在竖向荷载作用下梁端弯矩进行调幅加大跨中弯矩，对活荷载的不利分布影响是有效的措施。
（4）梁和板考虑塑性变形内力重分布及按弹性计算时，在正常使用情况下都不应出现裂缝。
《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》CECS51：93第3.0.5条规定：经弯矩调整后，构件在使用阶段不应出现塑性铰；同时，构件在正常使用极限状态下的变
形和裂缝宽度应符合现行的国家标准《混凝土结构设计规范》的规定。
受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度（mm）公式为：`ω_max`=`α_oT`phi`（δ_θK）/（E_δ）`（1.9C+0.08`
（d_eg）/（p_te）`）（3-19）
式中构件纵向受拉钢筋的等效应力为：
`δ_θK`=`（M_k）/（0.87h_OA_v）`（3-20）
从式（3-19）、（3-20）可以看出，裂缝宽度与`δ_θK`成正比，而
`δ_θK`又与弯矩值`Mk`成正比，构件按弹性计算或按塑性计算。
当受拉钢筋的等效应力选到某一值时均有可能裂缝宽度超过规定。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。
在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。
希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。