10 塑性及弯矩调幅设计
10.1 一般规定
10.1.1 本条规定了塑性设计及弯矩调幅设计的应用范围。连续梁是塑性及弯矩调幅设计最适合应用的领域,多层框架在层侧移不大于允许侧移的50%时,如果当单层框架或采用塑性设计的多层框架的框架柱形成塑性铰,则框架柱需符合本标准第10.3.4条的规定。
对框架-支撑结构,按照协同分析,支撑架(核心筒)承担的水平荷载达到80%以上或支撑架(核心筒)实际上能够承担100%的水平力时,均可以对框架部分进行塑性设计。
当采用塑性或弯矩调幅设计时,构件计算及抗震设计(包括本标准第17章抗震性能化设计)采用的内力均应采用调整后的内力。
10.1.2 双向受弯构件,达到塑性铰弯矩、发生塑性转动后,相互垂直的两个弯矩如何发生塑性流动是很难掌握的,由此本条规定,塑性设计只适用于单向弯曲的构件。
10.1.3 本条规定了塑性设计承载力和使用极限状态验算时采用的荷载。梁式塑性机构,是指仅在梁内形成塑性铰,是一种局部的塑性机构,一根梁形成塑性机构,使用极限状态的挠度应比照弹性计算的增大15%,然后与容许挠度进行比较。另外,本条允许采用弯矩调幅代替塑性机构分析,使得塑性设计能够结合到弹性分析的程序中去,将使得塑性设计实用化。目前规定弯矩调幅的最大幅度是20%,而等截面梁形成塑性机构相当于调幅30%,因此,目前的规定较为保守,确有经验时调幅幅度可适当增加。
10.1.4 塑性设计采用的钢材应保证塑性变形能力。
10.1.5 本条规定对构件的宽厚比采用区别对待的原则,形成塑性铰、发生塑性转动的部位,宽厚比要求较严,不形成塑性铰的部位,宽厚比放宽要求,使得塑性设计和采用弯矩调幅法设计的结构具有更好的经济性。
10.1.6 抗侧力系统的梁,承受较大的轴力,类似于柱子,不建议对其进行调幅。
10.1.7 塑性或弯矩调幅设计,直观上理解,其抗侧移刚度要比弹性设计的有所下降,因此本条规定框架柱发生有侧移失稳时,计算长度系数加大10%,相当于假设刚度下降了20%。框架发生无侧移失稳时,计算长度系数可以取为1.0。