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在進行結構設計計算時,都會對框架梁端進行彎矩調幅,為什么要彎矩調幅?

  彎矩調幅來源于受力全過程和截面的塑性特性。要理解彎矩調幅首先要知道塑性鉸的概念,塑性鉸主要來源于鋼筋屈服以及混凝土塑性變形所產(chǎn)生的塑性,它的力學特征是在截面所承受的彎矩不變的情況下有一定的轉動能力,(類似與鉸,區(qū)別在于鉸不能承受彎矩,而塑性鉸可以承受彎矩)。塑性鉸的的出現(xiàn)導致了連續(xù)梁的內(nèi)力重分布,負彎矩的彎矩保持不變,而跨中彎矩增大,最終跨中也達到極限承載力而破壞。 

  考慮塑性內(nèi)力重分布的受力過程是:第一階段:首先荷載較小,跨中支座彎矩線形增加,支座彎矩大于跨中彎矩。隨著荷載增大,支座達到承載能力極限,形成塑性鉸。進入第二階段:此時支座彎矩不變(事實上還有小許增加),跨中彎矩繼續(xù)增加,最后跨中也出現(xiàn)塑性鉸,結構成為機動體系,結構破壞。 

  在工程設計中,每次按兩階段來設計不僅繁瑣,而且增加難度;因此引入了彎矩調幅這個方法,彎矩調幅,通過調低支座彎矩,來實現(xiàn)內(nèi)力重分布的目的,但是調幅的目的不是簡單的調低彎矩,而是調整跨中和支座的負彎矩。因此可以不變支座配筋通過增加跨中配筋來提高構件的極限承載力,也可以通過減少支座配筋(同時可能要增加跨中配筋)來保持按彈性計算所需的承載力。

  總結:彎矩調幅法是考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法,是與彈性設計相對的。其目的是增加構件的承載能力,充分發(fā)揮材料的能力。所以用了彎矩調幅法,不一定要減少支座配筋。這里的關鍵是塑性鉸和內(nèi)力重分布。

  對于彎矩調幅法也不是到處能用的,對于承受動力荷載,使用上要求不出現(xiàn)裂縫的以及處于腐蝕性環(huán)境的都不能用該方法。  

  彎矩調幅是對同一構件的正負彎矩區(qū)而言的,與“強柱弱梁““施工方便”并無直接關系。彎矩調幅雖然是由于塑性內(nèi)力重分布,還是有一個附加的作用是減緩頂部鋼筋擁擠情況、將頂部鋼筋通過調幅移至底部,這樣便于混凝土的澆筑。

  彎矩調幅的好處:

       1、求得結構的經(jīng)濟。充分挖掘混凝土結構的潛力和利用其優(yōu)點。增加支座的配筋不如增加跨中的配筋來的經(jīng)濟,因為跨中還可以利用T形截面的優(yōu)勢,而支座不能。

       2、增加結構的抗震性能及可靠度。

       3、使得內(nèi)力均勻。如框架結構的邊框架柱子頂層,這里如果不調幅的話,柱子的配筋是比較大的。  

  彎矩調幅只針對豎向荷載作用下進行,只是規(guī)范的的一種規(guī)定而已(高規(guī)5.2.3條)。在重慶建筑大學主編的CECS51:93《鋼筋混凝土連續(xù)梁和框架考慮內(nèi)力重分布設計規(guī)程》中第5.1.1條規(guī)定鋼筋混凝土框架僅對框架梁的彎矩進行調整:對無側移框架只進行豎向作用調幅;對有側移框架,將豎向和水平荷載作用下產(chǎn)生的彈性總彎矩進行調整。