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什么是弯矩调幅?钢结构设计时是如何考虑塑性及弯矩调幅的?
编辑:深圳市金利亚钢结构有限公司   时间:2021-06-26

弯矩调幅是指在弹性弯矩的基础上,根据需要适当调整某些截面的弯矩值。通常是对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整,然后,按调整后的内力进行截面设计,连续梁是塑性及弯矩调幅设计最适合应用的领域,对梁端进行弯矩调幅的原因是考虑塑性内力重分布。

因为在梁端形成塑性铰之后,仍然具有一定的承载能力。因而可调幅让梁端弯矩调小一点,而增大梁跨中弯矩。

1. 塑性及弯矩调幅设计宜用于不直接承受动力荷载的下列结构或构件:

(1)超静定梁;

(2)由实腹式构件组成的单层框架结构;

(3)2层~6层框架结构其层侧移不大于容许侧移的50%。

(4)结构下部1/3楼层的框架部分承担的水平力不大于该层总水平力的20%;或支撑(剪力墙)系统能够承担所有水平力的框架-支撑(剪力墙、核心筒等)结构中的框架部分:

2. 塑性及弯矩调幅设计时,容许形成塑性铰的构件应为单向弯曲的构件。因为双向受弯构件,达到塑性铰弯矩、发生塑性转动后,相互垂直的两个弯矩如何发生塑性流动是很难掌握的,

3. 结构或构件采用塑性或弯矩调幅设计时应符合下列规定:

(1)按正常使用极限状态设计时,应采用荷载的标准值,并应按弹性理论进行计算;

(2)按承载能力极限状态设计时,应采用荷载的设计值,用简单塑性理论进行内力分析;

(3)柱端弯矩及水平荷载产生的弯矩不得进行调幅。

4. 采用塑性设计的结构及进行弯矩调幅的构件,钢材性能应符合下列规定:

(1)屈强比不应大于0.85;

(2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%。

5. 采用塑性及弯矩调幅设计的结构构件,其截面板件宽厚比等级应符合下列规定:

(1)形成塑性铰并发生塑性转动的截面,其截面板件宽厚比等级应采用S1级;

(2)最后形成塑性铰的截面,其截面板件宽厚比等级不应低于S2级截面要求;

(3)其他截面板件宽厚比等级不应低于S3级截面要求。

对构件的宽厚比采用区别对待的原则,形成塑性铰、发生塑性转动的部位,宽厚比要求较严,不形成塑性铰的部位,宽厚比放宽要求,使得塑性设计和采用弯矩调幅法设计的结构具有更好的经济性。

6. 构成抗侧力支撑系统的梁、柱构件,不得进行弯矩调幅设计。

7. 采用塑性设计,或采用弯矩调幅设计且结构为有侧移失稳时,框架柱的计算长度系数应乘以1.1的放大系数。

8. 弯矩调幅设计时应符合以下规定:

(1)当采用一阶弹性分析的框架-支撑结构进行弯矩调幅设计时,框架柱计算长度系数可取为1.0,支撑系统应满足相关规范的要求。

(2)当采用一阶弹性分析时,对于连续梁、框架梁和钢梁及钢-混凝土组合梁的调幅幅度限值及挠度和侧移增大系数应按下表的规定采用。

9. 进行塑性及弯矩调幅设计时,除塑性铰部位的强度计算外,受弯构件的强度和稳定性计算应符合相关规范的规定,受压构件的长细比不宜大于130εk。

10. 当钢梁的上翼缘没有通长的刚性铺板或防止侧向弯扭屈曲的构件时,在构件出现塑性铰的截面处应设置侧向支承。该支承点与其相邻支承点间构件的长细比λy应符合相关规范的规定。

11. 当工字钢梁受拉的上翼缘有楼板或刚性铺板与钢梁可靠连接时,形成塑性铰的截面应满足下列要求之一:

(1)正则化长细比不大于0.3;

(2)布置间距不大于2倍梁高的加劲肋;

(3)受压下翼缘设置侧向支撑。

12. 用作减少构件弯矩作用平面外计算长度的侧向支撑,其轴心力应为能承受沿被撑构件屈曲方向的支撑力,。

13.所有节点及其连接应有足够的刚度,应保证在出现塑性铰前节点处各构件间的夹角保持不变。构件拼接和构件间的连接应能传递该处最大弯矩设计值的1.1倍,且不得低于0.5γxWxf。

14. 当构件采用手工气割或剪切机割时,应将出现塑性铰部位的边缘刨平。当螺栓孔位于构件塑性铰部位的受拉板件上时,应采用钻成孔或先冲后扩钻孔。


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