混凝土连续叠合梁中内力重分布探讨
出处：论文网
时间：2007-01-10
摘 要：简要分析了混凝土叠合结构的内力重分布的现象,并且对弯矩调幅系数的计算作了归纳，在此基础上对目前研究中存在的一些问题提出了作者的看法。
关键词：连续叠合梁 调幅系数 内力重分布
一、引言
超静定叠合连续梁在使用状态下，特别在承载能力达到极限状态下，当荷载依某一参数成比例增加时，结构的内力和变位的增长，在大多情况下将不与该参数成比例，相反，其比例在相当大的范围内变化，这种现象即是钢筋混凝土超静定结构的内力重分布现象。
二、内力重分布的产生
引起内力重分布的直接原因是超静定结构各部分的相对刚度发生了变化，而引起叠合连续梁刚度变化的变化原因主要有：
1．混凝土受拉区裂缝的出现和开展。
2．受拉钢筋达到极限之后出现的非弹性变形。
3．混凝土受压区的非弹性变形，特别是在临近破坏时。
4．钢筋与混凝土之间的粘结力，在或长或短的区段内破坏时。
5．混凝土的徐变变形。
6．混凝土的温度及干缩变形等。
除了上述原因外，还应该考虑叠合梁两阶段制造和二次受力引起的刚度变化。由于叠合梁两阶段制造和二次受力的特性，引起跨中的受拉钢筋应力超前和支座负弯矩滞后，对一般钢筋混凝土叠合连续梁和在第一阶段加载时跨中即已开裂的预应力混凝土叠合连续梁，在第二阶段加载初期，就会产生由跨中向支座的内力重分布。
从负弯矩区混凝土翼板开裂到第一个塑性铰形成，负弯矩区范围内梁的刚度逐渐减小，而跨中截面梁仍处于弹性阶段，这一阶段梁的内力重分布称为弹性内力重分布[1]。该阶段梁内力重分布的程度主要与正、负弯矩区梁的刚度变化大小和梁的跨长比等因素有关。
从第一个塑性铰形成到梁的极限状态阶段，连续叠合梁中支座截面和跨中截面均形成塑性铰，梁的塑性变形充分，实现了第二阶段的内力重分布，称为塑性内力重分布。该阶段的内力重分布值占总的内力重分布值的绝大部分。
三、内力重分布对抗剪性能的影响
目前，国内外对普通钢筋棍凝土超静定结构的塑性行为进行了较深入的研究，其成果已在有关规范中得到反映[2]。但是，对内力重分布的分析研究较多的是对弯矩重分布的调幅利用和整体抗弯承载能力的提高上，值得注意的是，连续粱的塑性内力重分布不仅改变了弯矩内力的分布，还会对梁的剪力内力的分布和抗剪性能产生影响。
1．剪力的重分布
截面剪应力的重分布实际上是与正应力的重分布同时发生的，随着第二阶段荷载F2作用下梁中裂缝的发展,第一阶段荷载F1产生的弯矩重分布伴随着剪力的重分布。现阶段连续粱的抗剪承载力计算最终是采用同等荷载、跨度条件下的筒支梁的抗剪计算进行的，而没有考虑剪力内力重分布。如果在塑性条件下弯矩值发生改变，仅对其中一个支座负弯矩调幅(使其弯矩值降低)，则其他支座截面的剪力值会增大，就有可能导致截面的抗剪能力不足。
2．抗剪性能的影响
以多跨连续梁弯矩调幅对抗剪能力的影响为例进行分析[3]。对于钢筋混凝土多跨连续梁．当按弹性理论方法计算时，连续梁的内支座截面的弯矩一般较大，造成配筋密集，施工不便，影响质量。在工程设计中往往通过对弯矩调幅，以降低支座截面的弯矩设计值．减少支座截面配筋量。这样的弯矩调幅过程，就是在外荷载的大小，位置不变的情况下，通过对纵向钢筋的配筋量在支座和跨中进行的调整．从而改变了梁段内的跨中最大正弯矩和支座最大负弯矩M+、M- ，因此梁段内截面的抗剪能力也会发生改变。
关键词：连续叠合梁 调幅系数 内力重分布
一、引言
超静定叠合连续梁在使用状态下，特别在承载能力达到极限状态下，当荷载依某一参数成比例增加时，结构的内力和变位的增长，在大多情况下将不与该参数成比例，相反，其比例在相当大的范围内变化，这种现象即是钢筋混凝土超静定结构的内力重分布现象。
二、内力重分布的产生
引起内力重分布的直接原因是超静定结构各部分的相对刚度发生了变化，而引起叠合连续梁刚度变化的变化原因主要有：
1．混凝土受拉区裂缝的出现和开展。
2．受拉钢筋达到极限之后出现的非弹性变形。
3．混凝土受压区的非弹性变形，特别是在临近破坏时。
4．钢筋与混凝土之间的粘结力，在或长或短的区段内破坏时。
5．混凝土的徐变变形。
6．混凝土的温度及干缩变形等。
除了上述原因外，还应该考虑叠合梁两阶段制造和二次受力引起的刚度变化。由于叠合梁两阶段制造和二次受力的特性，引起跨中的受拉钢筋应力超前和支座负弯矩滞后，对一般钢筋混凝土叠合连续梁和在第一阶段加载时跨中即已开裂的预应力混凝土叠合连续梁，在第二阶段加载初期，就会产生由跨中向支座的内力重分布。
从负弯矩区混凝土翼板开裂到第一个塑性铰形成，负弯矩区范围内梁的刚度逐渐减小，而跨中截面梁仍处于弹性阶段，这一阶段梁的内力重分布称为弹性内力重分布[1]。该阶段梁内力重分布的程度主要与正、负弯矩区梁的刚度变化大小和梁的跨长比等因素有关。
从第一个塑性铰形成到梁的极限状态阶段，连续叠合梁中支座截面和跨中截面均形成塑性铰，梁的塑性变形充分，实现了第二阶段的内力重分布，称为塑性内力重分布。该阶段的内力重分布值占总的内力重分布值的绝大部分。
三、内力重分布对抗剪性能的影响
目前，国内外对普通钢筋棍凝土超静定结构的塑性行为进行了较深入的研究，其成果已在有关规范中得到反映[2]。但是，对内力重分布的分析研究较多的是对弯矩重分布的调幅利用和整体抗弯承载能力的提高上，值得注意的是，连续粱的塑性内力重分布不仅改变了弯矩内力的分布，还会对梁的剪力内力的分布和抗剪性能产生影响。
1．剪力的重分布
截面剪应力的重分布实际上是与正应力的重分布同时发生的，随着第二阶段荷载F2作用下梁中裂缝的发展,第一阶段荷载F1产生的弯矩重分布伴随着剪力的重分布。现阶段连续粱的抗剪承载力计算最终是采用同等荷载、跨度条件下的筒支梁的抗剪计算进行的，而没有考虑剪力内力重分布。如果在塑性条件下弯矩值发生改变，仅对其中一个支座负弯矩调幅(使其弯矩值降低)，则其他支座截面的剪力值会增大，就有可能导致截面的抗剪能力不足。
2．抗剪性能的影响
以多跨连续梁弯矩调幅对抗剪能力的影响为例进行分析[3]。对于钢筋混凝土多跨连续梁．当按弹性理论方法计算时，连续梁的内支座截面的弯矩一般较大，造成配筋密集，施工不便，影响质量。在工程设计中往往通过对弯矩调幅，以降低支座截面的弯矩设计值．减少支座截面配筋量。这样的弯矩调幅过程，就是在外荷载的大小，位置不变的情况下，通过对纵向钢筋的配筋量在支座和跨中进行的调整．从而改变了梁段内的跨中最大正弯矩和支座最大负弯矩M+、M- ，因此梁段内截面的抗剪能力也会发生改变。
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