钢筋混凝土塑性铰PPT课件

轴压比 N/N0
0.05 0.2
荷载角 破坏荷载 受拉塑性 按式（2.3）或 lp0
α
（kN） 铰区
（2.4）计算
长度lp(cm)
lp(cm)
0
45
21.6
22.2
1.02h0
0 精品ppt56
19.4
20.1
211.36h0
三 压弯构件中的受拉铰
斜向受力压弯构件
试件编号
PAS-18-L1 PAS-18-L2 PAS-18-L3 PAS-18-L4
33.7
83.4
30.7
30.6
73
33.3
31.9
81.5
30.7
31.3
lp0
0.93h0 0.82h0 1.17h0 0.54h0
结论：
1）随着轴压比增加lp减小
2）随着荷载角α增加（0~45º）， lp增加
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22
三 压弯构件中的受拉铰
压弯构件受拉铰形成和发展
斜向受力压弯构件试验结果 结论： 1）随着轴压比增加lp减小
2(1- 0.5s
fy fc
)h0
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a-构件弯曲段长度
fy、fc—钢筋的屈服
强度和混凝土的轴
心受压强度
s
—截面配筋率 15
二 受弯构件的受拉铰 塑性铰区计算长度
试验结果
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16
二 受弯构件的受拉铰 塑性铰区计算长度
试验结果分析：
1)弯剪裂缝的影响（图a） 2)跨中最大曲率扩展到lp0(图b) 3)从lp0到lp的区间是从最大曲率过渡到屈服曲率的区段 (图b)
一、钢筋混凝土塑性铰介绍
1
塑性铰概述
2
受弯构件中的受拉铰
3
压弯构件中的受拉铰
4
塑性铰应用与研究
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1
概念提出
一 塑性铰概述
钢筋混凝土受弯、偏压等构件的全受力过程中钢筋屈服 后，在荷载无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧 增大，称出现了“塑性铰”。
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2
一 塑性铰概述 塑性铰分类
钢筋混凝土塑性铰分为受拉铰和受压铰
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17
二 受弯构件的受拉铰
受弯构件受拉塑性铰区长度
lp0试验分析
lp0值
试件 V-1（光圆） V-2（螺纹） VI-1（光圆）VI-1（螺纹）
ห้องสมุดไป่ตู้
s
fy fb
0.228
0.186
l p0
0.7h0
1.03h0
表中fb为混凝土弯曲时的抗压强度
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0.366 0.6h0
0.356 0.96h0
截面尺寸 b×h(cm)
18.4×18.5 18.2×18.0 18.3×18.2 18.3×18.7
轴压比 N/N0
0.05 0.18 0.05 0.18
荷载角 α
45° 45° 30° 30°
破坏荷载 受拉塑性 按式（2.3）或
（kN） 铰区
（2.4）计算
长度lp(cm)
lp(cm)
74
35.8
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4
二 受弯构件的受拉铰 受拉铰形成与发展
试验结果1
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5
二 受弯构件的受拉铰
受拉铰形成与发展
试验结果1表明： 1)一个小区段内钢筋达到流限，才能形成塑性铰并反 应到M-θ图中，即受压砼和受拉筋的塑性变形分布在 一个区域内； 2)受压塑性区长度较短，受拉塑性区较长； 3)光圆筋裂缝较少而集中，螺纹筋裂缝多而均匀； 4)整个塑性区长度螺纹钢筋比光圆钢筋配筋的构件长。
试验结果表明： 1）轴向力使受压塑性区增大，受拉塑性区减少； 2）压弯构件中，当某一截面的钢筋达到屈服后，屈 服区砼应变集中，随着钢筋屈服区增大，屈服渗透 发展而形成塑性铰； 3）钢筋屈服只在一个较短区域内集中。
试件编号
PA-16-L1 PA-16-L2
截面尺寸 b×h(cm)
16.6×15.9 16.0×16.3
p
（ lp .0
0
）
y
dx
式 中 ， l p .0 为 塑 性 铰 区 实 际 长 度
为塑性铰区范围内任一截面曲率
问题：怎y为样拉求筋塑屈性服铰时区计截算面长屈度服？曲 率
简 化 ： p （ u y）l p
式中：u为该截面的极限曲率
lp为塑性铰计算长度
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12
二 受弯构件的受拉铰 受弯构件受拉塑性铰区长度
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6
二 受弯构件的受拉铰
受拉铰形成与发展
实际上钢筋会在一定长度上屈服，受压区砼的塑性 变形也在一定区域内发展，而且混凝土和钢筋间的 粘结作用也可能发生局部破坏。这些非弹性变形的 集中发展，使结构的挠度和转角迅速增大。
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7
二 受弯构件的受拉铰 受拉铰形成与发展
非弹性变形集中产生的区域理想化为集中于一个截
2）随着荷载角α增加（0~45º）， lp增加
面上的塑性铰，该区段的长度称为塑性铰长度lp。塑 性铰形成于截面应力状态的第Ⅱa阶段，转动终止于
第IIIa阶段，所产生的转角称为塑性铰的转角p。
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8
二 受弯构件的受拉铰 受拉铰形成与发展
试验结果2
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二 受弯构件的受拉铰
受拉铰形成与发展
试验结果2表明： 钢筋屈服以前，梁任一截面曲率挠度都是“弹性”， 塑性铰形成之后，梁所增加变形几乎全部来自塑性铰 转动，变形是塑性的。
简化模型1
塑性铰计算长度
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二 受弯构件的受拉铰 受弯构件受拉塑性铰区长度
简化模型2
塑性铰区计算长度
精l品=pp（ 2t 1- M y ）Z
14
p
M
u
二 受弯构件的受拉铰
受弯构件受拉塑性铰区长度
塑 性铰区计 算 长 度
作者
lp
备注
A.L.Barker 胡德炘（xin）
阪静雄
h0
2 3 h0 + a < h0
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二 受弯构件的受拉铰 受弯构件受拉塑性铰区长度
塑性铰的两个主要参数：曲率ψ、塑性铰区长度lp
截面曲率：
d
ds
对于初等梁有：
d
ds
v'' 1(v')23/2
v''
则有x处截面转角： v'
x
dx
0
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（1 ） （2）
（3）
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二 受弯构件的受拉铰
受弯构件受拉塑性铰区长度
塑性铰转角：
受压铰（混凝土铰）---受压砼发生塑性变形 受拉铰（钢筋铰）---受拉筋产生塑性变形 二者耗能机理不同可以通过弯矩—塑性铰转角曲线 看出。
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3
一 塑性铰概述 塑性铰分类
受拉铰和受压铰的适用及注意
适用 注意
受压铰
超筋梁受弯、 小偏心受压
增加箍筋
受拉铰
受弯、大偏心 受压
抗震中尽可能 出现受拉铰
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三 压弯构件中的受拉铰
压弯构件受拉铰形成和发展
问题的复杂性 1）轴向力的存在 2）斜向受力荷载角问题 3）偏压构件接近等弯区 解决：开槽钢筋贴应变片
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三 压弯构件中的受拉铰 压弯构件受拉铰形成和发展
主轴向受力压弯构件试验结果
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三 压弯构件中的受拉铰
压弯构件受拉铰形成和发展