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土木学5.ppt

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土木学5.ppt

结构力学教程(Ⅱ)第15章结构的塑性分析与极限荷载§151概述§152极限弯矩、塑性铰和极限状态§153超静定梁的极限荷载主要内容§151概述1、弹性计算在计算中假设应力与应变为线性关系,荷载全部卸除后结构没有残余变形。对于结构在正常使用条件下的应力和变形状态,弹性计算能够给出足够准确的结果。2、弹性设计利用弹性计算的结果,以许用应力为依据来确定截面的尺寸或进行强度验算,即maxSSk塑性材料maxbbk脆性材料§151概述弹性设计的缺点对于塑性材料的结构,特别是超静定结构,当某个截面的最大应力达到屈服极限,甚至某一局部达到塑性阶段时,结构并没有破坏,也就是说,并没有耗尽所有的承载能力。弹性设计没有考虑材料超过屈服极限后结构这一部分的承载能力,因此弹性设计是不够经济合理的。3、塑性设计把结构破坏时能承受的极限荷载除以荷载系数,得到容许荷载,并以此为依据进行设计。即puppFFFk式中FP结构实际承受的载荷FPu极限载荷k荷载系数。塑性设计特点是以理想弹塑性材料的结构体系为研究对象,从整个结构所能承受的荷载来考虑,充分利用了材料的承载能力,更经济合理。§151概述4、理想弹塑性材料在结构塑性分析中,为了简化计算通常假设材料为理想弹塑性材料,其应力应变关系如图所示。特点1)应力达到σs以前,材料是理想弹性的,即ε与σ成正比2)应力达到σs后,材料转为理想塑性的,即σ不变,ε任意增加§111概述εσσsεs弹性阶段塑性阶段特点3)卸载时,应力减小,材料是弹性的4)应力与应变之间不再存在单值对应关系5)材料变拉压时的性能相同。由于以上的原因,结构的弹塑性计算要比弹性计算复杂一些。§151概述εσσsεs弹性阶段塑性阶段§152极限弯矩、塑性铰和极限状态1、极限弯矩以理想弹塑性材料的矩形截面梁受纯弯曲情况为例,说明梁由弹性阶段到弹塑性阶段以及最后达到塑性阶段的过程及一些基本概念。随着M的增大,梁的变形情况经历了以下几个阶段hMb

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