结构设计初学者常见问题讲座铰接、固结.pdf

初学者在结构设计中的常见问题 一、 关于SATWE 梁端铰接 1、 次梁与主梁的铰接 （1）、做个实验，次梁都按主梁输入，一个次梁点铰， 一个次梁不点铰，一个取消次梁。 图一（不点铰接） 图2 （点铰接） 图3 （取消次梁） 图1、图2 说明按主梁输入的次梁在点铰后，会影响侧 向刚度计算，但很微弱。 图 3 说明 ，次梁对整体侧向刚度的贡献： 14938/14590=1.0239。仅仅2.39%，不会超过5%。 图4 （不点铰接） 图5 （点铰接） 图4、图5 的周期继续说明次梁的刚度共享微弱，点铰 不点铰对整体结构的计算都并没有影响 图6 （不点铰接） 图7 （点铰接） 图8 （取消次梁） 图6、图7、图9 继续反应次梁的作用对地震力作用下 的基底剪力的贡献很微弱，说明次梁不管是用主梁输入还是 用次梁来输入，对整体结构的影响微弱。基底剪力反应结构 的刚度 图9 （不点铰接） 图10 （点铰接） 结论1：次梁点铰，不影响整体结构 结论2：次梁对整体结构刚度贡献很微弱 结论 3：SATWE 对次梁点铰后，并不是忽略了次梁的刚 度共享。 （以上说明次梁， 以点铰，对整体影响不大，但注意 也不能乱点，以致结构形成机构） （2）、次梁点铰的实质 首先要认清我们为什么要铰接处理？ 不要认为是铰接，其实质是在受力过程中控制约束条 件，释放弯矩。 图11 （不点铰） 图12 （端部点铰） 图11、图12 说明释放掉次梁端部的弯矩，转移到次梁 底部弯矩。（次梁端弯矩也是按刚度分配，应根据实际情况， 考虑是否点铰释放弯矩） 那么很多朋友就会问了，这不是与实际真实受力情况不 同了吗？ 在实际工程中，混凝土都是整体现浇的，也就是说，所 有的连接都是刚性连接。 但在结构中，所有构件的受力都是按刚度分配，次梁梁 端点铰后，仍然有刚度存在，也就会分配到力。那次梁点铰 还有意义吗？看下图解释： 图13 图14 图13、图14 说明，边框架梁除了剪力突变，还产生了 T=19 的扭矩。 剪力突变无法避免，但扭矩 以释放掉，从而使得框架 梁的受力变得稍微简单明确一点。 结论4：控制支座的约束条件，释放掉不利弯矩。 结论 5：不要老想成铰接与实际不符，我们应承认，它 最初的连接仍然是刚接，我们仅仅是释放掉支座的弯矩约 束。 结论 6：释放弯矩的实现，是通过降低其抵抗弯矩能力 的约束——配筋。 但其自身的截面的截面抵抗矩仍会影响弯矩的释放，因 此，不能认为点铰处理后，就不对此类边梁进行抗扭构造措 施。 结论 7：受弯构件在集中荷载中用下，影响其抗剪承载 力的主要因素是剪跨比。 （3）、控制配筋是如何实现释放弯矩的？ 次梁点铰，只是对内力分布作了一个人为的计算假 ， 然而这个计算假 是可以通过配筋来改变内力的分布，从而 实现的。 其真实的受力情况，是根据相对刚度进行分配决 的， 意思就是，这根次梁与边梁仍然是刚接状态，因此，在最初 的力的传递过程中，边梁仍然会受扭。但在我们铰接处理后， 梁端上部配筋只需要满足构造要求。那么就会使得上部配筋 不足，不能满足抗力要求，从而让这根次梁在内力分配时没 有有效的钢筋进行抵抗，所以这个次梁就会在梁端开裂。一 旦开裂，就立马会卸载，并且允许为可以转动，从而使得边 梁与次梁