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;
而塑性铰是 “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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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