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弯矩调幅法

调幅法
弯矩调幅法简称调幅法,它是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和配筋构造,是一种实用的设计方法。

弯矩调幅法的一个基本原则是,在确定调幅后的跨内弯矩时,应满足静力平衡条件,即连续梁任一跨调幅后的两端支座弯矩MA 、 MB (绝对值)的平均值,加上调整后的跨度中点的弯矩M1’ 之和,应不小于该跨按简支梁计算的跨度中点弯矩Mo ,即:
另外还要考虑塑性内力重分布后应取得的效果-----⑴为了节约钢筋,应考虑弯矩包络图的面积为最小,⑵为了便于浇筑混凝土应减少支座上部承受负弯矩的钢筋,⑶为了便于钢筋布置,应力求使各跨跨中最大正弯矩与支座弯矩值接近相等。

按弯矩调幅法进行结构承载能力极限状态计算时,应遵循的下述规定:
1)钢材宜采用I 、II 级和III 级热轧钢筋,也可采用I 级和Ⅱ级冷拉钢筋;宜采用强度等级为C20~C45的混凝土;
2)截面的弯矩调幅系数δ不宜超过25%;
3)调幅截面的相对受压区高度ϕ不应超过0.35。

当采用I 级和Ⅱ级冷拉钢筋时, ϕ值不宜大于0. 3,调幅不宜超过15%;
4)连续梁、单向连续板各跨两支座弯矩的平均值加跨度中点弯矩,不得小于该跨简支梁的弯矩。

任意计算截面的弯矩不宜小于简支弯矩的1/3;
5)考虑内力重分布后,结构构件必须有足够的抗剪能力。

并且应注意,经过弯矩调幅以后,结构在正常使用极限状态下不应出现塑性铰。

截面弯矩的调幅用下式表示
δ——弯矩调幅系数;
Me ——按弹性方法计算得的弯矩;
Ma ——调幅后的弯矩。

例 有一承受均布荷载的五跨等跨连续梁,如图1-20,两端搁置在墙上,其活 荷载与恒荷载之比q /g =3,用调幅法确定各跨的跨中和支座截面的弯矩设计值。

图1-20 五跨连续梁
解 : (1)折算荷载 3=g q ,()()q g q g g +=+=25.041,()()q g q g q +=+=75.043
)1011(/)(--=e a e M M M δ)1111()(2101-≥++'M M M M B A
折算恒荷载 ()q g q g g +=+
='4375.04 折算活荷载
()q g q q +=='5625.043 (2)支座B 弯矩
连续梁按弹性理论计算,当支座B 产生最大负弯矩时,活荷载应布置在1,2,4跨,故:()()()2
2
22
2m ax 1129.05625.0119.04375.0105.0119.0105.0l q g l q g l q g l q l g M B +-=+⨯-+⨯-='-'-=
考虑调幅20%,即β=0.2 ,则: ()()[]
()22m ax m ax 3.09.01129.08.08.01l q g l q g M M M B B B +-=+-==-=β 实际取()()220909.0111l q g l q g M B +-=+-= ∴
111-=MB α (3)边跨跨中弯矩 对应于()2
111l q g M B +-=,边支座A 的反力为()l q g +409.0,边跨跨内最大弯矩在
离A 支座l x 409.0=处,其值为:
()()2
10836.0409.0409.021l q g l l q g M +=⨯+⨯= 按弹性理论计算,当活荷载布置在1,3,5跨时,边跨跨内出现最大弯矩,则:
()()21222m ax 10836.00904.01.0078.0l q g M l q g l q l g M +=>+='+'=
说明按()2m ax 10904.0l q g M +=计算是安全的。

为便于记忆及计算,取 ()()22m ax 10909.0111l q g l q g M +=+= ∴
1111=M α 其余截面的弯矩设计值和弯矩计算系数可按类似方法求得,不赘述。

(4)用调幅法计算不等跨连续梁、板
1)不等跨连续梁——按弯距调幅法计算步骤进行
2)不等跨连续板
① 计算从较大跨度板开始,在下列范围内选定跨中的弯矩设计值:
边跨 ()()1114202
0l q g M l q g +≤
≤+ (1-27) 中间跨 ()()16202
020l q g M l q g +≤≤+ (1-28)
② 按照所选定的跨中弯矩设计值,由静力平衡条件,来确定较大跨度的两端支座弯矩设计值,再以此支座弯矩设计值为已知值,重复上述条件和步骤确定邻跨的跨中弯矩和相邻支座的弯矩设计值。

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