内力重分布和应力重分布本质都是 “结构受力不均时的自我调节”
区别在于前者是 “宏观力的重新分配”,后者是 “微观材料内部的力调整”
一、什么是 “内力” 和 “应力”?
在讲 “重分布” 前,得先分清两个核心概念,不然容易混:
内力:是构件整体层面的 “力”,比如一根梁的弯矩、剪力,你可以理解成 “这根梁不同部位要扛的总荷载”,是宏观的、针对构件的。
应力:是材料微观层面的 “力”,比如梁里某一小块混凝土或钢筋单位面积上承受的拉力 / 压力,你可以理解成 “材料自己要扛的具体工作量”,是微观的、针对材料的。
二、内力重分布(宏观层面)
内力重分布就是结构整体受力时,把‘任务量’从扛不动的部位,转移到还能扛的部位”,和之前讲的 “弯矩调幅”塑性铰是 “因果关系”
弯矩调幅其实是内力重分布的一种人为设计手段。
1. 核心逻辑:“整体救急,避免单点崩溃”
可以类比成公司做项目:
按计算,原本 A 部门要承担 80% 的工作(对应梁的支座弯矩超大),B、C 部门只承担 20%(对应梁的跨中弯矩小)。
结果 A 部门忙到崩溃(对应支座混凝土开裂、钢筋快到极限),这时候公司调整分工,让 B、C 部门多接一些工作(对应跨中处承担更多弯矩),A 部门压力减轻 —— 这就是 “内力重分布”。
2. 常见场景:
建筑里的连续梁(比如家里客厅跨好几根柱子的梁),受力初期跨中弯矩最大;但随着荷载增加,跨中先出现裂缝,“扛力能力” 下降,原本跨中的内力会逐渐转移到支座处,让支座承担更多弯矩。
目的是让整个结构 “不偏科”,不会因为某一个部位先垮,导致整体崩溃。
三、应力重分布(微观层面)
应力重分布是“材料内部受力不均时,把‘具体工作量’从挤爆的地方,转移到还能扛的地方”**,是材料自身的 “局部调节”,比如一块混凝土内部的力调整。
1. 核心逻辑:“局部让贤,避免材料被压碎”
电梯里某块地板的中间位置,站了 5 个人(对应材料某一点应力超大),边缘只站 1 个人(对应周围应力小)。
中间的地板快被踩变形了(对应材料局部快到极限),这时候中间的人会下意识往边缘挪(对应应力从高的地方转移到低的地方),让地板受力更均匀 —— 这就是 “应力重分布”。
2. 常见场景:
钢筋混凝土梁里,钢筋和混凝土一起受力:一开始两者应力均匀,但随着荷载增加,混凝土先被压得 “快撑不住”(应力超标),原本混凝土承担的压力会逐渐转移到钢筋上(钢筋抗拉能力强),让两者继续协同工作。
| 对比维度 | 内力重分布(宏观) | 应力重分布(微观) |
|---|---|---|
| 作用层面 | 构件或结构整体(比如一根梁、一榀框架) | 材料内部局部(比如一块混凝土、一根钢筋) |
| 关注对象 | 弯矩、剪力、轴力等 “整体力” | 拉应力、压应力等 “单位面积力” |
| 通俗类比 | 公司部门间调整工作任务 | 电梯里的人调整站立位置 |
| 核心目的 | 避免结构整体单点崩溃 | 避免材料局部提前破坏 |
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抗扭计算中,纵筋和箍筋的数量要达到平衡,同时要满足最小配筋率要求