鋼筋混凝土梁剛接 鉸接定義及處理方法

1、理論力學(xué)中剛接 鉸接的定義

   理論力學(xué)中，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)不產(chǎn)生彎矩可定義為鉸接，當(dāng)產(chǎn)生支座負(fù)彎矩時(shí)，可定義為剛接；、

2、混凝土結(jié)構(gòu)中剛接 鉸接的定義

   對于梁柱節(jié)點(diǎn)，當(dāng)柱子線剛度i2>20 i1（強(qiáng)柱弱梁）時(shí),i1 為梁線剛度,i2為柱線剛度，i=EI/L，梁端可以按完全固接計(jì)算，此時(shí)梁端彎矩誤差在5%以內(nèi)，反之i1>20i2，強(qiáng)梁弱柱，梁端可以按完全鉸接計(jì)算；線剛度 20 倍是什么概念，假設(shè)L1=L2，b柱 =b梁, 則意味著h1>2.7h2， h1為梁截面高度，h2為柱截面高度，此時(shí)可假設(shè)梁為剛性梁，則在水平荷載作用下，節(jié)點(diǎn)主要位移是水平位移，可以忽略轉(zhuǎn)角。

   實(shí)際工程中，理想鉸接不存在。因?yàn)榛炷亮褐?jié)點(diǎn)是現(xiàn)澆的，而且該節(jié)點(diǎn)至少有構(gòu)造鋼筋。在外力作用下，設(shè)計(jì)為鉸接的節(jié)點(diǎn)實(shí)際會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)值的彎矩。

  在SATWE軟件中，所有構(gòu)件的受力都是按剛度分配，次梁梁端點(diǎn)鉸后，仍然有剛度存在，也就會(huì)分配到力，也從另一個(gè)方法說明了不存在彎矩為0的理想鉸接。在混凝土結(jié)構(gòu)中將能承擔(dān)一定彎矩的鉸接點(diǎn)稱為塑性鉸。

   強(qiáng)柱弱梁時(shí)，柱相對線剛度比梁大很多，在外力作用下，梁端變形受到了柱的約束，在兩端產(chǎn)生了支座負(fù)彎矩，該負(fù)彎矩與外力荷載基本成正比。外力荷載較大時(shí)，支座負(fù)彎矩也較大，導(dǎo)致梁端支座處鋼筋較密集，不利于施工。此時(shí)可人為將該梁端設(shè)計(jì)為塑性鉸，降低其支座負(fù)彎矩。在混凝土結(jié)構(gòu)中，鉸接其實(shí)為塑性鉸。當(dāng)梁端彎矩較大，超出了該梁截面的受彎承載力后，該節(jié)點(diǎn)分擔(dān)的支座負(fù)彎矩不再增加，等于受彎承載力，不隨外力荷載而變化。塑性鉸彎矩?cái)?shù)值一般較剛接狀態(tài)下的彎矩?cái)?shù)值小。塑性鉸設(shè)計(jì)的本質(zhì)是彎矩調(diào)幅，控制混凝土梁在受力過程的約束條件，釋放彎矩。

  4、鋼筋混凝土梁剛接 鉸接的選擇原則

  1）與剪力墻平面外相連的梁按鉸接處理

  原因是剪力墻平面外剛度為0，無法約束梁端變形；

  2）支座處左右兩端梁頂標(biāo)高相差太大，導(dǎo)致支座負(fù)筋無法連通，可按鉸接處理

  3）次梁與主梁的交點(diǎn)可設(shè)計(jì)為剛接或鉸接，但必須滿足11G101圖集要求。

  4)節(jié)點(diǎn)為剛接點(diǎn)有兩個(gè)前提條件：強(qiáng)柱弱梁的線剛度比要求；梁鋼筋錨入支座的長度要求；不滿足其中任一條件時(shí)，都可能點(diǎn)絞；對于抗震框架梁節(jié)點(diǎn)，不管為剛接還是鉸接，其鋼筋錨入支座的水平段長度必須滿足0.4Lae.

 4、SATWE非框架梁點(diǎn)絞算例

  該算例中，次梁都按主梁輸入，一個(gè)次梁點(diǎn)鉸，一個(gè)次梁不點(diǎn)鉸，一個(gè)取消次梁。

圖1、圖2 說明按主梁輸入的次梁在點(diǎn)鉸后，會(huì)影響側(cè)向剛度計(jì)算，但很微弱。圖3 說明，次梁對整體側(cè)向剛度的貢獻(xiàn)：14938/14590=1.0239。僅僅2.39%，不會(huì)超過5%。

圖4、圖5 的周期繼續(xù)說明次梁的剛度貢獻(xiàn)微弱，點(diǎn)鉸不點(diǎn)鉸對整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算都并沒有影響。

  對于框架結(jié)構(gòu)中，有效抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是由框架梁、框架柱組成。而框架結(jié)構(gòu)中的次梁是樓板的組成部分，承受豎向荷載并傳遞給框架梁，有抗震設(shè)計(jì)與無抗震設(shè)計(jì)一樣可不考慮延性，次梁箍筋按剪力確定，構(gòu)造按非抗震時(shí)梁的要求，沒有135°彎鉤及10 倍直徑直線段的要求，次梁跨中上鐵可設(shè)架立筋。所以次梁不參與抗震設(shè)計(jì)。

  值得注意的是，以上的鉸接處理，是需要人工進(jìn)行判斷的，并不是什么都可以點(diǎn)鉸，過多的鉸接會(huì)讓結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量的塑性內(nèi)力重分布，內(nèi)力分配不合理因素加大，使得計(jì)算結(jié)果的失真。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)真實(shí)可靠。同時(shí)注意不要讓結(jié)構(gòu)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，也就是幾何可變體系。