塑性铰长度及转动能力计算塑性铰长度及转动能力计算延性是指结构或构件在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力,度量延性的一个重要指标就是塑性铰长度。钢筋混凝土塑性设计的关键问题是弯矩调幅系数的取值,而弯矩调幅系数大小与等效塑性铰区长度成正比,因此合理确定钢筋混凝土受弯构件的等效塑性铰区长度是至关重要的课题之一。国内外许多学者通过试验研究给出了不同的等效塑性铰区长度计算公式 (见表 1)。但由于试验构件数量的局限性,所给出的公式总是有一定的适用范围。如 Corley 、Mottock和 Baker 的公式仅适用与临界截面到反弯点的距离 Z 与截面有效高度0h 之比大于 5.4,且剪力较小的情况。坂静雄和朱伯龙的公式没有考虑Z 和剪力的影响 ,若其他条件相同且Z 值不同时 ,由此公式计算出的等效塑性铰区长度为定值,这显然是不合理的。 Sawyer 假设构件中的最大弯矩是极限弯矩 ,推导出弯矩大于截面屈服弯矩My 区段内的等效塑性铰区长度值 (理论等效塑性铰区长度),并假定等效塑性铰区的扩展范围为0.250h ,他考虑了弯矩分布对等效塑性铰区长度的影响,但扩展长度为定值的假设是不合理的。因此,有必要综合考虑影响等效塑性铰区长度的主要因素,建立更为准确、 适用范围更广泛的等效塑性铰区长度的计算公式,以合理的估算塑性铰区的塑性转动能力。1、塑性铰区长度钢筋混凝土简支梁在集中荷载P 的作用范围0pl内由于存在着许多弯剪裂缝 ,致使该范围内的钢筋应力、应变基本相同。这表明在0pl区段内均具有最大弯矩截面的曲率。 超越0pl区段 ,曲率就逐渐下降到屈服曲率y ,因此0pl两侧曲率为y 的截面之间的距离pl 就是塑性铰区长度 ,见图 1。图 1 在集中荷载P 作用下钢筋混凝土简支梁的曲率随梁长的变化2、塑性铰区长度的影响因素(1) 截面极限曲率u 和屈服曲率y 的影响等效塑性铰区长度等于所考察截面极限转角u 与屈服转角y 之差除以极限曲率u 与屈服曲率y 之差 ,即: )1(yuyupl因而 ,当截面的塑性转角一定时,等效塑性铰区长度与极限曲率u 和屈服曲率y 的差成正比。大量试验结果表明,当采用试验测得的极限曲率u 和屈服曲率y 建立起来的等效塑性铰区长度计算公式计算塑性铰区的转角时,所得到的结果是偏于保守的。(2) 临界截面到反弯点距离Z 的影响在分析构件的塑性转动能力时,无论弯矩 -曲率关系采用二折线或三折线关系 ,一般认为非弹性 (塑性 )曲率集中分布于弯矩值大于屈服弯矩yM 且小于极限...