第十七章結(jié)構(gòu)的極限荷載演示文稿

第十七章結(jié)構(gòu)的極限荷載演示文稿當(dāng)前1頁，總共94頁。第十七章結(jié)構(gòu)的極限荷載當(dāng)前2頁，總共94頁。當(dāng)前3頁，總共94頁。第十七章結(jié)構(gòu)的極限荷載本章思路：剛結(jié)點(diǎn)達(dá)到極限時(shí)不是斷裂而是發(fā)生定向轉(zhuǎn)動(dòng)（沿著M增大的方向）——塑性鉸剛結(jié)點(diǎn)承擔(dān)著極限彎矩MU的單向鉸當(dāng)前4頁，總共94頁。一個(gè)截面的極限彎矩MU是一個(gè)常數(shù)僅與材料和截面形狀有關(guān)，是一個(gè)已知量本章工作：求極限荷載與MU的關(guān)系當(dāng)前5頁，總共94頁。極限荷載：原來的結(jié)構(gòu)剛變?yōu)闄C(jī)構(gòu)時(shí)的荷載值（該值與塑性鉸的位置和個(gè)數(shù)有關(guān)）當(dāng)前6頁，總共94頁?！?7-1概述1.彈性設(shè)計(jì)法：彎矩圖上的最大值達(dá)到極限，則整個(gè)結(jié)構(gòu)認(rèn)為達(dá)到極限。材料為彈性。2.塑性設(shè)計(jì)法：整個(gè)結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)后才認(rèn)為達(dá)到極限。材料為理想彈塑性。當(dāng)前7頁，總共94頁。σsσs理想彈塑性材料低碳鋼εε當(dāng)前8頁，總共94頁。理想彈塑性材料1.彈性階段OA，塑性階段ABoBA4.同一應(yīng)變對(duì)應(yīng)不同應(yīng)力同一應(yīng)力對(duì)應(yīng)不同應(yīng)變2.拉壓性能相同3.加載與卸載性能不同，加載為彈塑性，卸載為彈性ε當(dāng)前9頁，總共94頁?！?7.2極限彎矩塑性鉸極限狀態(tài)單桿、純彎曲、矩形截面、理性彈塑性材料MMbh當(dāng)前10頁，總共94頁。一、彈性極限彎矩MS當(dāng)前11頁，總共94頁。彈性彈塑性二、塑性極限彎矩MU塑性當(dāng)前12頁，總共94頁。不對(duì)稱截面的MU形心軸等面積軸彈性全塑性彈塑性當(dāng)前13頁，總共94頁。塑性極限當(dāng)前14頁，總共94頁。1.先找等面積軸塑性極限彎矩MU2.其中：S1為A/2對(duì)等面積軸的靜矩（面積矩）

S2為A/2對(duì)等面積軸的靜矩（面積矩）當(dāng)前15頁，總共94頁。40208020已知：求：MUMS1520當(dāng)前16頁，總共94頁。已知：大圓半徑為R1

小圓半徑為R2

屈服強(qiáng)度為σS求：MUMS當(dāng)前17頁，總共94頁。某截面的M達(dá)到MU時(shí)，其M不能進(jìn)一步增加，該截面兩側(cè)沿MU的方向發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于鉸結(jié)點(diǎn)，稱為塑性鉸。三、塑性鉸：當(dāng)前18頁，總共94頁。1.普通鉸不能承擔(dān)M

塑性鉸能承擔(dān)M，且為常數(shù)，大小為MU。塑性鉸與普通鉸的區(qū)別：2.普通鉸為雙向鉸；塑性鉸為單向鉸，只能沿著MU增大的方向，若向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則塑性鉸消失，重新變?yōu)閯偨Y(jié)點(diǎn)。當(dāng)前19頁，總共94頁。當(dāng)結(jié)構(gòu)在荷載作用下形成足夠多的塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)變?yōu)閹缀慰勺凅w系，即為破壞機(jī)構(gòu)。此時(shí)為極限狀態(tài)，荷載為極限荷載。四、破壞機(jī)構(gòu)：若有n個(gè)極限荷載，則最小者為整個(gè)體系的極限荷載當(dāng)前20頁，總共94頁。1.所有荷載保持比例不變。2.單調(diào)加載。五、比例加載：當(dāng)前21頁，總共94頁。一、靜定梁的極限荷載1.塑性鉸的個(gè)數(shù)：2.塑性鉸的位置：只要有一個(gè)，結(jié)構(gòu)即壞M的最大值處§17.3梁的極限荷載1）固定端處2）集中力作用處3）集中力偶處4）均布荷載的最大值處5）變截面處當(dāng)前22頁，總共94頁。求極限荷載的方法：1.靜力法2.機(jī)動(dòng)法（虛功法）當(dāng)前23頁，總共94頁。（彈性狀態(tài)）1.靜力法步驟：1）畫彈性狀態(tài)的M圖2）令Mmax=MU

，求出FPUM圖（極限狀態(tài)）當(dāng)前24頁，總共94頁。2.機(jī)動(dòng)法（虛功法）步驟：1）確定塑性鉸位置2）畫虛位移圖和極限受力圖3）列虛功方程當(dāng)前25頁，總共94頁。當(dāng)前26頁，總共94頁。當(dāng)前27頁，總共94頁。2MU0.5MU變截面處極限彎矩取小值，且左右截面相同。0.5MU區(qū)為[B,C]（包括B截面）2MU區(qū)為[A,B)（不包括B截面）當(dāng)前28頁，總共94頁。2MU0.5MU當(dāng)前29頁，總共94頁。當(dāng)前30頁，總共94頁。④當(dāng)前31頁，總共94頁。當(dāng)前32頁，總共94頁。當(dāng)前33頁，總共94頁。當(dāng)前34頁，總共94頁。當(dāng)前35頁，總共94頁。高等數(shù)學(xué)知識(shí)回顧：當(dāng)前36頁，總共94頁。二、單跨超靜定梁1.塑性鉸的個(gè)數(shù)：不止一個(gè)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)本身來看2.塑性鉸的位置：固定端，集中荷載作用處，均布荷載的最大值處，變截面處當(dāng)前37頁，總共94頁。應(yīng)有2個(gè)鉸，分別在A、B處當(dāng)前38頁，總共94頁。當(dāng)前39頁，總共94頁。當(dāng)前40頁，總共94頁。當(dāng)前41頁，總共94頁。單跨超靜定梁FPU的計(jì)算特點(diǎn)：1.無需考慮中間過程，只考慮最后破壞機(jī)構(gòu)。2.無需考慮變形條件，只考慮靜力平衡條件。3.不受溫度變化、支座移動(dòng)等的影響。當(dāng)前42頁，總共94頁。要求作為結(jié)論直接應(yīng)用當(dāng)前43頁，總共94頁。當(dāng)前44頁，總共94頁。當(dāng)前45頁，總共94頁。x當(dāng)前46頁，總共94頁。當(dāng)前47頁，總共94頁。當(dāng)前48頁，總共94頁。當(dāng)前49頁，總共94頁。當(dāng)前50頁，總共94頁。當(dāng)前51頁，總共94頁。當(dāng)前52頁，總共94頁。三、變截面梁當(dāng)前53頁，總共94頁。當(dāng)前54頁，總共94頁。當(dāng)前55頁，總共94頁。當(dāng)前56頁，總共94頁。當(dāng)前57頁，總共94頁。當(dāng)前58頁，總共94頁。四、連續(xù)梁本書只討論下列情況的連續(xù)梁：1.每一跨內(nèi)為等截面，不同跨截面可不同2.所有荷載作用方向均相同，且比例加載結(jié)論：只在某一跨內(nèi)形成破壞機(jī)構(gòu)，不會(huì)形成聯(lián)合破壞機(jī)構(gòu).當(dāng)前59頁，總共94頁。當(dāng)前60頁，總共94頁。當(dāng)前61頁，總共94頁。求解方法：

分別求出每一跨的極限荷載，整個(gè)體系的極限荷載即為所有跨中的最小值本章若無特殊說明，暗含著正極限彎矩與負(fù)極限彎矩是相等的。當(dāng)前62頁，總共94頁。AB、BC跨的正極限彎矩為MU，負(fù)極限彎矩為1.2MU，CD跨的正極限彎矩為2MU，負(fù)極限彎矩為2.4MU，DAB跨極限受力圖和虛位移圖當(dāng)前63頁，總共94頁。DCD跨極限受力圖和虛位移圖當(dāng)前64頁，總共94頁。CD跨極限受力圖和虛位移圖當(dāng)前65頁，總共94頁。靜力法AB跨極限彎矩圖BC跨極限彎矩圖當(dāng)前66頁，總共94頁。CD跨極限彎矩圖這道題如果沒有提正負(fù)彎矩這樣的字眼呢？當(dāng)前67頁，總共94頁。當(dāng)前68頁，總共94頁。2MUMUMU當(dāng)前69頁，總共94頁。當(dāng)前70頁，總共94頁。FPlMUllll當(dāng)前71頁，總共94頁。MU2MU當(dāng)前72頁，總共94頁。當(dāng)前73頁，總共94頁。2MU當(dāng)前74頁，總共94頁。

思考題：n次超靜定是否需要出現(xiàn)（n+1）個(gè)塑性鉸才能變?yōu)闄C(jī)構(gòu)？當(dāng)前75頁，總共94頁?！?6-4判定極限荷載的一般定理一.極限狀態(tài)條件：1.平衡條件2.內(nèi)力局限條件3.單向機(jī)構(gòu)條件靜定結(jié)構(gòu)單向機(jī)構(gòu)當(dāng)前76頁，總共94頁。1.可破壞荷載2.可接受荷載3.極限荷載當(dāng)前77頁，總共94頁。二.定理：1.基本定理：2.唯一性定理：極限荷載是唯一的（試算法）3.上限定理（極小定理）：4.下限定理（極大定理）：當(dāng)前78頁，總共94頁。試算法舉例當(dāng)前79頁，總共94頁。當(dāng)前80頁，總共94頁。此時(shí)極限彎矩圖上且其余各點(diǎn)的M均小于其極限彎矩，根據(jù)唯一性定理，A、C出現(xiàn)塑性鉸就是真正的極限狀態(tài)，其余極限狀態(tài)不用再計(jì)算了。當(dāng)前81頁，總共94頁。小結(jié)1.靜定梁（單跨和多跨）內(nèi)容：求極限荷載2.單跨超靜定梁3.連續(xù)梁（超靜定多跨梁）注意：1.變截面處的MU為小值

2.多跨梁需分清靜定還