第十七章結構的極限荷載演示文稿

第十七章結構的極限荷載演示文稿當前1頁，總共94頁。第十七章結構的極限荷載當前2頁，總共94頁。當前3頁，總共94頁。第十七章結構的極限荷載本章思路：剛結點達到極限時不是斷裂而是發(fā)生定向轉動（沿著M增大的方向）——塑性鉸剛結點承擔著極限彎矩MU的單向鉸當前4頁，總共94頁。一個截面的極限彎矩MU是一個常數(shù)僅與材料和截面形狀有關，是一個已知量本章工作：求極限荷載與MU的關系當前5頁，總共94頁。極限荷載：原來的結構剛變?yōu)闄C構時的荷載值（該值與塑性鉸的位置和個數(shù)有關）當前6頁，總共94頁。§17-1概述1.彈性設計法：彎矩圖上的最大值達到極限，則整個結構認為達到極限。材料為彈性。2.塑性設計法：整個結構變?yōu)闄C構后才認為達到極限。材料為理想彈塑性。當前7頁，總共94頁。σsσs理想彈塑性材料低碳鋼εε當前8頁，總共94頁。理想彈塑性材料1.彈性階段OA，塑性階段ABoBA4.同一應變對應不同應力同一應力對應不同應變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當前10頁，總共94頁。一、彈性極限彎矩MS當前11頁，總共94頁。彈性彈塑性二、塑性極限彎矩MU塑性當前12頁，總共94頁。不對稱截面的MU形心軸等面積軸彈性全塑性彈塑性當前13頁，總共94頁。塑性極限當前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對等面積軸的靜矩（面積矩）

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

小圓半徑為R2

屈服強度為σS求：MUMS當前17頁，總共94頁。某截面的M達到MU時，其M不能進一步增加，該截面兩側沿MU的方向發(fā)生相對轉動，相當于鉸結點，稱為塑性鉸。三、塑性鉸：當前18頁，總共94頁。1.普通鉸不能承擔M

塑性鉸能承擔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，若向相反方向轉動，則塑性鉸消失，重新變?yōu)閯偨Y點。當前19頁，總共94頁。當結構在荷載作用下形成足夠多的塑性鉸時，結構變?yōu)閹缀慰勺凅w系，即為破壞機構。此時為極限狀態(tài)，荷載為極限荷載。四、破壞機構：若有n個極限荷載，則最小者為整個體系的極限荷載當前20頁，總共94頁。1.所有荷載保持比例不變。2.單調加載。五、比例加載：當前21頁，總共94頁。一、靜定梁的極限荷載1.塑性鉸的個數(shù)：2.塑性鉸的位置：只要有一個，結構即壞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）變截面處當前22頁，總共94頁。求極限荷載的方法：1.靜力法2.機動法（虛功法）當前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)）當前24頁，總共94頁。2.機動法（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）列虛功方程當前25頁，總共94頁。當前26頁，總共94頁。當前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）當前28頁，總共94頁。2MU0.5MU當前29頁，總共94頁。當前30頁，總共94頁。④當前31頁，總共94頁。當前32頁，總共94頁。當前33頁，總共94頁。當前34頁，總共94頁。當前35頁，總共94頁。高等數(shù)學知識回顧：當前36頁，總共94頁。二、單跨超靜定梁1.塑性鉸的個數(shù)：不止一個，應從結構本身來看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，變截面處當前37頁，總共94頁。應有2個鉸，分別在A、B處當前38頁，總共94頁。當前39頁，總共94頁。當前40頁，總共94頁。當前41頁，總共94頁。單跨超靜定梁FPU的計算特點：1.無需考慮中間過程，只考慮最后破壞機構。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、支座移動等的影響。當前42頁，總共94頁。要求作為結論直接應用當前43頁，總共94頁。當前44頁，總共94頁。當前45頁，總共94頁。x當前46頁，總共94頁。當前47頁，總共94頁。當前48頁，總共94頁。當前49頁，總共94頁。當前50頁，總共94頁。當前51頁，總共94頁。當前52頁，總共94頁。三、變截面梁當前53頁，總共94頁。當前54頁，總共94頁。當前55頁，總共94頁。當前56頁，總共94頁。當前57頁，總共94頁。當前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，且比例加載結論：只在某一跨內形成破壞機構，不會形成聯(lián)合破壞機構.當前59頁，總共94頁。當前60頁，總共94頁。當前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極限彎矩是相等的。當前62頁，總共94頁。AB、BC跨的正極限彎矩為MU，負極限彎矩為1.2MU，CD跨的正極限彎矩為2MU，負極限彎矩為2.4MU，DAB跨極限受力圖和虛位移圖當前63頁，總共94頁。DCD跨極限受力圖和虛位移圖當前64頁，總共94頁。CD跨極限受力圖和虛位移圖當前65頁，總共94頁。靜力法AB跨極限彎矩圖BC跨極限彎矩圖當前66頁，總共94頁。CD跨極限彎矩圖這道題如果沒有提正負彎矩這樣的字眼呢？當前67頁，總共94頁。當前68頁，總共94頁。2MUMUMU當前69頁，總共94頁。當前70頁，總共94頁。FPlMUllll當前71頁，總共94頁。MU2MU當前72頁，總共94頁。當前73頁，總共94頁。2MU當前74頁，總共94頁。

思考題：n次超靜定是否需要出現(xiàn)（n+1）個塑性鉸才能變?yōu)闄C構？當前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.內力局限條件3.單向機構條件靜定結構單向機構當前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）：當前78頁，總共94頁。試算法舉例當前79頁，總共94頁。當前80頁，總共94頁。此時極限彎矩圖上且其余各點的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)不用再計算了。當前81頁，總共94頁。小結1.靜定梁（單跨和多跨）內容：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