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  • 什么是弯矩调幅设计法——

    什么是弯矩调幅设计法——

    1 什么是弯矩调幅?

    人为的减小竖向荷载下框架梁端的负弯矩,同时根据平衡条件增加梁跨中的正弯矩。就是在满足安全的前提下人为控制内力重分布。使梁端产生塑形变形,充分发挥材料的利用率。

    红色线条表示调幅后的弯矩图(跨中弯矩变大了,支座处弯矩减小了);

    目的:竖向荷载作用下,如果完全按弹性计算,梁端弯矩较大,配筋较大,不利于施工。

    本质:使梁端产生塑形变形,形成塑形内力重分布,与塑形设计概念相通,只是塑形发展的程度不同。

    根本目的:充分利用构件可接受的塑形变形,使构件受力趋于均衡,从而使结构设计具有更好的经济性。

    2 哪些构件可以考虑调幅?

    (1)混凝土连续梁;

    (2)混凝土连续单向板;

    (3)框架结构、框剪结构的现浇梁及双向板;

    (4)框架结构、框剪结构的双向板等;

    (5)支座负弯矩;

    注意:对于梁柱节点,调幅只针对梁端弯矩;柱端弯矩不调幅;

    《混凝土结构设计规范》 GB50010中5.4.1和5.4.2条规定:

    5.4.1  混凝土连续梁和连续单向板,可采用塑性内力重分布方法进行分析。

    重力荷载作用下的框架、框架-剪力墙结构中的现浇梁以及双向板等,经弹性分析求得内力后,可对支座或节点弯矩进行适度调幅,并确定相应的跨中弯矩。

    5.4.2  按考虑塑性内力重分布分析方法设计的结构和构件,应选用符合本规范第4.2.4条规定的钢筋,并应满足正常使用极限状态要求且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三a、三b类环境情况下的结构,不应采用考虑塑性内力重分布的分析方法。

    3 何种工况下需要考虑调幅?

    只有重力荷载作用下才需要考虑调幅;

    有多种荷载工况时,应先对重力荷载作用下的弯矩进行调幅,再与其他工况进行荷载组合;

    注意:竖向地震作用下不需要调幅

    4 调幅系数和调幅幅度关系

    调幅系数=1-调幅幅度

    《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3中5.2.3 条规定:

    5.2.3  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0.7~0.8,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%。

    《混凝土结构设计规范》 GB50010中5.4.3条规定:

    5.4.3  钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅幅度不宜大于25%;弯矩调整后的梁端截面相对受压区高度不应超过0.35,且不宜小于0.10。

    钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%。

    预应力混凝土梁的弯矩调幅幅度应符合本规范第10.1.8条的规定。

    5 弯矩调幅法计算步骤

    (1)按弹性分析方法计算内力,按活载最不利分布进行内力组合得出最不利弯矩图;

    (2)对支座弯矩调幅;

    (3)计算支座弯矩调幅后相应的跨中弯矩值,其弯矩值不得小于弹性弯矩值。

    什么是弯矩调幅设计法——

    什么是弯矩调幅设计法——

    相当于中间,有个集中反力从上到下,降低支座的负弯矩,同时根据平衡条件,跨中竖向作用下的弯矩要进一步增大0.5的调幅值。增加后的总的跨中弯矩不小于0.5倍的简支梁跨中计算弯矩。

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