抗震設(shè)計,控制截面的最不利內(nèi)力是多少?

發(fā)布時間:2024-03-13
框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時,對于梁的控制截面是梁的兩端和跨中,對于柱來說上下兩端截面。作為配筋的依據(jù),需要求得控制截面上的最不利內(nèi)力,即控制內(nèi)力,控制內(nèi)力是否越大越“不利”呢?
以柱子為例,在水平和豎向荷載作用下,截面會同時有彎矩和剪力存在,如下圖所示。
因此,這種受力情況,可以簡化為偏心受壓的情況,如下圖所示。
對于偏心受壓構(gòu)件,破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率都有關(guān)。
(1)大偏心受壓破壞。如果偏心距e0較大,且截面受拉鋼筋as配筋合適,則破壞形態(tài)為受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫,受拉鋼筋首先達到屈服強度,隨著裂縫迅速開展,受壓區(qū)高度減小,受壓側(cè)鋼筋a's 受壓屈服,壓區(qū)混凝土壓碎而達到破壞。這是一種延性破壞,破壞特征與配有受壓鋼筋的適筋梁相似,承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋。大偏心受壓構(gòu)件的截面受力如下圖所示。
(2)小偏心受壓破壞。如偏心距e0較小,或偏心距e0較大但as配筋過多時,截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大,截面最后是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而達到破壞。承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋,破壞時受壓區(qū)高度較大,遠側(cè)鋼筋可能受拉也可能受壓,破壞具有脆性性質(zhì)。小偏心受壓構(gòu)件的截面受力如下圖所示。
在大偏壓情況下,柱子軸力對于截面的受力效果可以用下圖來表示,可見大偏壓時,柱子軸力越有利于截面受力,即軸力越大越安全。
當軸力增加到一定程度,就會變成小偏壓受力情況,此時軸力越大,柱截面受力情況越不利。
因此,抗震設(shè)計時,柱截面控制內(nèi)力組合要考慮大偏壓和小偏壓,主要包括以下三種情況。
(1)截面最大彎矩|m|max及相應(yīng)的軸力n和剪力v;
(2)截面最小軸力nmin及相應(yīng)的彎矩m和v;
(3)截面最大軸力nmax及想應(yīng)的彎矩m和v;
其中,第(1)和(2)主要針對的是大偏壓,而(3)針對的是小偏壓。
對于梁兩端截面,所要考慮的控制內(nèi)力包括
(1)最大負彎矩;
(2)最大剪力;
(3)可能出現(xiàn)的正彎矩;
對于跨中截面,所要考慮的控制內(nèi)力包括:
(1)最大正彎矩;
(2)可能出現(xiàn)的負彎矩。
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