板的塑性演算法
『壹』 現澆板彈性演算法和塑性演算法的區別是什麼在何種情況下採用剛性樓板假定
現澆板彈性理論就是假設樓板變形是彈性,而塑性理論則假設樓板變形為塑性,通常是指帶裂縫工作,由於樓板帶裂縫工作的,此時樓板剛度已經發生變化,出現了內力的重新分布。彈性理論偏安全,但不經濟,塑性理論,比較接近實際受力情況,所以按塑性理論計算的樓板承載力要高於彈性,但多數設計人員不願承擔樓板出現裂縫的責任而採用彈性理論。
剛性樓板假定和樓板的彈性、塑性演算法是兩個概念,其含義是假定樓板平面內剛度無限大,平面外剛度為零。這是一個特有概念,能使結構計算概念明了,計算簡便。剛性樓板假定認定平面外剛度為零,忽略了樓面梁的有效翼緣對平面外剛度的貢獻,使結構總剛度偏小,周期加長,吸引的地震作用小,不安全。為此,規范規定用梁剛度增大系數來間接的考慮樓板平面外的剛度。通過上述處理,目前設計中的絕大多數工程的樓面都能符合剛性樓板的假定,以此進行的計算分析可用於工程設計。
『貳』 頂板消防車荷載可以採用塑性計算嗎
可以採用塑性演算法;塔樓的樓板都可以採用塑性演算法,地庫頂板一樣可以。
『叄』 關於彈性法和塑性法計算板的區別
兩個簡單認識:
1、塑性變形 金屬零件在外力作用下產生不可恢復的永久變形。通過塑性變形不僅可以把金屬材料加工成所需要的各種形狀和尺寸的製品,而且還可以改變金屬的組織和性能。一般使用的金屬材料都是多晶體,金屬的塑性變形可認為是由晶內變形和晶間變形兩部分組成。
2、彈性變形 材料在受到外力作用時產生變形或者尺寸的變化,而且能夠恢復的變形叫做彈性變形。
五種計算理論:
1.線彈性分析方法。我們結構設計大多數都是按線彈性分析的。國內外所有設計軟體在分析的時候,也都是作線彈性分析。按彈性理論結構分析方法認為,結構某一截面達到承載力極限狀態,結構即達到承載力極限狀態。
2.塑性重分布方法。我國規范和軟體中,單向板、梁等,都是此種方法。這種方法其實只是在線彈性分析結果上的一種內力調整。結構承載力的可靠度低於按彈性理論設計的結構,結構的變形及塑性絞處的混凝土裂縫寬度隨彎矩調整幅度增加而增大。
3.塑性極限方法。雙向板一般按這種方法設計。但是雙向板也可以按
彈性分析結果設計,在PMCAD 里可以選擇。按塑性理論結構分析方法
認為,結構出現塑性絞後,結構形成幾何可變體系,結構即達到承載
力極限狀態.機構設計從彈性理論過渡到塑性理論使結構承載力極限狀態的概念從單一截面發展到整體結構
4.非線性分析方法。有幾何非線性和材料非線性分析之分,原理及內
容較多,需看相關書籍。但一般設計很少做非線性分析,只有少數情
形需要,如特殊結構特殊作用。比如罕遇地震分析,p-delta 分析,
push 分析等。
5.試驗分析方法。國外對復雜結構一般進行模型試驗分析。國內很少
做。
規范規定:
各種雙向板可按彈性進行計算(《混凝土結構設計規范》5.2.7 規定),同時應對支座或節點彎矩進行調幅(5.3.1 條規定的,其實這也是考慮塑性內力充分布);
連續單向板宜按塑性計算(《混凝土結構設計規范》5.3.1 條規定),同時尚應滿足正常使用極限狀態的要求或採取有效的構造措施。
承受均布荷載的周邊支承的雙向板,可按塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進行承載能力極限狀態設計(《混凝土結構設計規范》5.3.2 規定),同時應滿足正常使用極限狀態的要求。
塑性計算適用條件(CECS51 : 93):對於直接承受動荷載的構件,以及要求不出現裂縫或處於侵蝕環境等情況下的結構,不應採用考慮塑性內力充分布的分析方法。受力鋼筋宜採用HRB335 級、HRB400 級熱軋鋼筋;混凝土強度等級宜在C20~C45 范圍內;截面的相對受壓高度ξ 不應超過0.35 也不宜小於0.10(如果截面按計算配有受壓鋼筋,在計算ξ時可考慮受壓鋼筋的作用)。採用冷軋帶肋鋼筋的混凝土結構不宜考慮內力充分布。
工程應用分析:
彈性理論計演算法計算粱、板的內力,實際上是將鋼筋混凝土粱、板作為勻質彈性材料梁來考慮的,完全不考慮材料的塑性性質,這在受荷載較小,混凝土開裂的初始階段是適用的。隨著荷載的增加,由於混凝土受拉區裂縫的出現和開展,受壓區混凝土的塑性變形特別是受拉鋼筋屈服後的塑性變形,鋼筋混凝土連續梁的內力與荷載的關系已不再是線形的,而是非線性的,連續梁的內力發生重分布,這就是通常所稱的塑性內力重分布,塑性理論計算方法就是從實際出發,考慮塑性變形內力重分布來計算連續梁的內力。塑性計演算法由於是按構件能出現塑性鉸的情況而建立起來的一種計算方法,為了保證結構塑性內力重分布的實現,除研究塑性絞的轉動能力外,還必須研究塑性絞的轉動幅度,即結構從出現塑性絞開始到最後形成幾何可變體系時,塑性絞轉動過程的長短,塑性絞的轉動幅度與彎矩的調整幅度有關,彎矩調整幅度是指只能彈性理論獲得的彎矩絕對值與其塑性絞處塑性彎矩絕對值的相對值。採用此法設計時,在使用階段的裂縫和撓度一般較大。因此,不是在任何情況下都採用塑性計演算法。
從理論上說,無論何種演算法都是沒問題的,但在實際工程中不同的計算方法其鋼筋用量相差10%~30%,究竟採用何種計算方法更能切合工程實際,做到安全,經濟?
1、 一般工業建築用彈性法,民用建築用塑性法。
2、 通常在下列情況下應按彈性理論計算方法進行設計:
(1)直接承受可動荷載或重復荷載作用的構件。
(2)裂縫控制等級為一級或二級的構件。
(3)採用無明顯屈服台階鋼材配筋的構件。
(4)要求有較高安全儲備的結構。在一般梁板結構中的板,次梁多按塑性理論進行設計,而主梁多按彈性理論進行設計。
3、 在人防設計中,計算沖擊波荷載作用時一般採用塑性計算,不考慮裂縫。
4、 住宅建築,板跨度都比較小,如果採用三級鋼,無論彈塑性計算方法,其實計算結果不會相差多大的。通常還是採用塑性計算。
5、 地下室頂板、底板,屋面由於有防水要求,且荷載較大,建議採用彈性理論計算方法。
板的彈性、塑性計算理論[原]
彈性計算:是根據彈性薄板小撓度理論的假定進行的。一般通過調幅來考慮塑性內力重分布,屬於傳統的結構計算理論。
塑性計算:假定板為四邊支承的正交異性板,板在極限荷載作用下發生破壞,在板底或板面的裂縫形成塑性鉸線體系且鉸線沿板的周邊、在四角及板中部把整塊板劃分成四塊梯形或三角形的小節板,採用極限平衡法進行板的內力分析。
各種雙向板可按彈性進行計算(《混凝土結構設計規范》5.3規定),同時應對支座或節點彎矩進行調幅(5.4.1條規定的,其實這也是考慮塑性內力充分布);
連續單向板宜按塑性計算(《混凝土結構設計規范》5.4條規定),同時尚應滿足正常使用極限狀態的要求或採取有效的構造措施。
承受均布荷載的周邊支承的雙向板,可按塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進行承載能力極限狀態設計(《混凝土結構設計規范》5.3.2規定),同時應滿足正常使用極限狀態的要求。
塑性計算適用條件(CECS51 : 93):對於直接承受動荷載的構件,以及要求不出現裂縫或處於侵蝕環境等情況下的結構,不應採用考慮塑性內力充分布的分析方法。受力鋼筋宜採用HRB335級、HRB400級熱軋鋼筋;混凝土強度等級宜在C20~C45范圍內;截面的相對受壓高度ξ不應超過0.35也不宜小於0.10(如果截面按計算配有受壓鋼筋,在計算ξ時可考慮受壓鋼筋的作用)。採用冷軋帶肋鋼筋的混凝土結構不宜考慮內力充分布。
1.彈性理論計演算法計算粱、板的內力,實際上是將鋼筋混凝土粱、板作為勻質彈性材料梁來考慮的,完全不考慮材料的塑性性質,這在受荷載較小,混凝土開裂的初始階段是適用的隨著何載的增加,由於混凝土受拉區裂縫的出現和開展,受壓區混凝土的塑性變形特別是受拉鋼筋屈服後的塑性變形,鋼筋混凝土連續梁的內力與何載的關系已不再是線形的,而是非線性的,連續梁的內力發生重分布,這就是通常所稱的塑性內力重分布,塑性理論計算方法就是從實際出發,考慮塑性變形內力重分布來計算連續梁的內力.
2.塑性理論計演算法的適用范圍 塑性計演算法由於是按構件能出瑰塑性鉸的情況而建立起來的一種計算方法,採用此法設計時,在使用階段的裂縫和撓度一般較大。因此,不是在任何情況下都採用塑性計演算法。通常在下列情況下應按彈性理論計算方法進行設計:
(1)直接承受可動荷載或重復荷載作用的構件。
(2)裂縫控制等級為一級或二級的構件。
(3)採用無明顯屈服台階鋼材配筋的構件。
(4)要求有較高安全儲備的結構。
樓盞中的連續板和次梁,無特殊要求,一般常採用塑性計算。但主粱是樓蓋中的重要構件,為了使其具有較大的承載力儲備,一般不考慮塑性內力重分布.而仍按彈性計演算法計算。