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塑性铰的基本含义

塑性铰可以理解成混凝土构件快坏但没完全坏时,出现的一个‘能掰弯却不断’的‘活铰链’

它能让构件绕着这个点转动,同时还能继续扛一部分力


🔍 塑性铰和 “普通铰链” 的区别

我们平时见的门铰链(普通铰链),只能转动,几乎不能扛力

塑性铰“特殊铰链”,有两个关键特点:

能微小转动:构件受力到一定程度,这个部位会率先出现较大变形,像铰链一样能让构件绕它转动。

还能扛力:转动的同时,这个部位依然能承受一定的弯矩(也就是 “掰弯的力”),不会一转动就彻底垮掉。

筷子掰到快断但还连着一点时,那个 “快断的部位” 就是塑性铰 —— 能掰弯(转动),但没完全断(还能扛点力)。

📌 塑性铰怎么产生?

混凝土构件(比如梁)受力时,会从 “弹性状态” 慢慢过渡到 “塑性状态”,塑性铰就是这个过程的产物:

第一步:局部钢筋先 “屈服”

当构件受的力越来越大,弯矩最大的部位(比如梁的跨中),下部受拉的钢筋会先达到 “屈服强度”

 也就是钢筋开始被拉长,但此时混凝土还没被压坏。

第二步:形成 “塑性铰区域”

钢筋继续被拉长,这个部位的混凝土会出现更多裂缝,构件的变形会集中在这个小区域里。

虽然整体没垮,但这个区域已经能自由转动,就像一个 “铰链”,这就是塑性铰。

✅ 塑性铰的作用:让结构 “更耐造”

塑性铰最大的价值,是避免结构 “突然脆断”,给人反应时间,核心作用有两个:

1. 实现 “内力重分布”

一旦某个部位形成塑性铰,它就不能再承受更大的弯矩了,后续增加的力会自动转移到其他没形成塑性铰、还有富余承载力的部位,让整个结构受力更均匀(比如梁的支座处形成塑性铰后,弯矩会向跨中转移)。弯矩调幅的原理就是利用了塑性铰还能继续承载部分内力。

2. 给结构 “延性”

“延性” 就是结构 “能变形却不马上垮” 的能力。

有了塑性铰,构件会先发生明显变形(比如梁向下弯得更厉害),而不是突然断裂,人能及时发现问题并采取措施,避免事故。

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