建筑工程之结构力学讲义二二

第12章结构的极限荷载1.极限荷载、强度条件和计算假定结构的弹性分析：假定应力应变关系是线性的，结构的位移与荷载关系是线性的。荷载卸去后，结构会恢复到原来形状无任何残余变形。结构的塑性分析：基于考虑材料塑性性质的结构分析。其任务是研究结构处于塑性状态下的性能，确定结构破坏时所能承受的荷载---极限荷载。极限荷载：结构的变形随荷载的增加而增大。当荷载达到某一临界值时，不再增加荷载变形也会继续增大，这时结构丧失了进一步的承载能力，这种状态称为结构的极限状态，此时的荷载是结构所能承受的荷载极限，称为极限荷载，记作Pu。弹性设计时的强度条件：塑性设计时的强度条件：计算假定：材料为理想弹塑性材料。2.极限弯矩、塑性铰和破坏机构1.弹性阶段---应力应变关系---应变与曲率关系---应力与曲率关系---弯矩与曲率关系---弹性极限弯矩(屈服弯矩)线性关系2.象弹塑霸性阶臂段中名性洽轴乒附烟近豆处甚于高弹口性愿状葡态骨.谅处恋于波弹团性朴的育部锻分自称案为想弹击性档核聋.-相-势-因弯府矩驴与讨曲兔率签关封系非协线打性械关扔系或3.蜜塑性骂流动袋阶段--摔-塑汁性极低限弯舒矩(添简称年为极央限弯德矩)极限厕弯矩帐与外锋力无娃关,幻玉只与树材料纵的物衔理性纸质和碑截面惠几何肃形状属、尺番寸有纲关。设截面上受压和受拉的面积分别为和，当截面上无轴力作用时中搁性蜓轴茶亦舞为需等导分解截弯面驱轴错。由此刷可得泻极限样弯矩穴的计茅算方赴法式中3.塑性流动阶段---塑性极限弯矩(简称为极限弯矩)极限弯矩与外力无关,只与材料的物理性质和截面几何形状、尺寸有关。设截面上受压和受拉的面积分别为和，当截面上无轴力作用时中性轴亦为等分截面轴。由此可得极限弯矩的计算方法式中例：已知材料的屈服极限，求图示截面的极限弯矩。100mm20mm解:A1形心逝距下彻端0荷.0仁45m父,耽A2形心灰距上盈端0校.0集11抄67m,A1与A2的形呜心距税为0马.0解63椅3m.塑性贤铰若截面弯矩达到极限弯矩,这时的曲率记作。意味吴着该岩截面裙两侧辈可以欣发生赴相对蜘转角免，形消如一弦个铰捧链。称孕为鞋塑歼性六铰额。塑阁性扣铰膨与路铰蠢的欢差本别阿：1瓶.酷塑繁性雾铰洒可剪承乔受皱极余限骗弯命矩死;2.据塑性果铰是间单向电的;3永.柱卸腹载吉时屈消布失旦;4.批随荷呆载分洒布而渐出现学于不溉同截通面。破壳坏构机炉构结构请由于揭出现仙塑性该铰而扔形成肺的机陈构称装为破流坏机吊构。破坏津机构翼可以葡是整凭体性霉的，宫也可辆能是荷局部移的。3.悄静哪定结懂构的啄极限钩荷载静漠定位结测构县无镇多漆余暂约廉束赶，收出亲现认一辈个午塑鼠性介铰处即渔成克为抛破足坏湿机胶构限。持这淹时插结灿构仗上的蚊荷飞载顺即榨为携极鹿限要荷闻载皆。塑哨性安铰薄出喜现完的纽奉位丛置尚应虑为项截掏面底弯识矩校与晚极理限枪弯裳矩拔之来比降的凡绝延对抵值些最饥大肌的猎截柔面未。求佩出污塑征性盾铰溉发绸生瞧的带截串面闻后骑，蒙令哭该鱼截寻面挖的煤弯阴矩坊等捉于余极陆限裙弯恰矩杠，杰利加用旁平区衡条绳件屈即门可弄求耕出茎极棍限讲荷扫载疤。例：已知屈服应力为。求极限荷载。Pl/2l/210020解：极限呈弯矩估为梁皱中央最识大暖弯肺矩总为令，得例：已知屈服应力为。求极限荷载。Pl/2l/210020解：极限弯矩为梁中最大弯矩为令，得若舟能爷判键断狡出长塑码性贡铰拴的黄位宽置狂，盗利辰用奴极恢限走状虾态变的云平衫衡甲可着直怀接慰求括出旗极葬限洁荷哥载番。Pu/2Pu也可息列虚蜓功方发程本例惊中，办截面咐上有牌剪力荒，剪爪力会使踪蝶极限荷弯矩够值降挽低，作但一顺般影响傅较小喝，可折略去灯不计址。4夸.猾单每跨摧超负静耗定目梁馋的衫极废限厚荷寸载超静户定梁栋有多贵余约骆束，躲出现反一个候塑性夺铰后件仍是杆几何柿不变毛体系注。Pl/2l/2PA截面先出现塑性铰，这时再增像加荷莲载令将P代入屡，得逐渐黑加载挂法（龙增量稍法）从受量力情宴况，集可判垄断出武塑性辽铰发毫生的赢位置围应为A、棉C。利筑用车极循限凡状徐态率的平衡断可直咽接求豆出极表限荷好载。RBPu逐渐加载法（增量法）Pl/2l/2P或许列沾虚堵功壶方伯程极限陕平衡赞法例兔:淋求奇图咏示幻玉等滚截赠面拒梁万的数极燃限涨荷蔬载色.捎已绢知阔梁伐的裳极快限可弯腾矩胁为Mu。因为是最大弯矩，l解桑:梁询中草出届现甲两芦个驾塑陵性忆铰猎即灿为浴破老坏凯机困构诱，稠根垃据学弹键性分幻玉析池，彻一胖个皂在A截渣面尊，铸设腾另联一寻个姜在C截梨面权。RB例版:馅求左图滴示滑变村截慨面规梁优的却极沃限京荷耽载最.卧已冲知A形B段的毫极限样弯矩软为2Mu,畜B座C段堆为Mu。这净种周情固况什不技会音出捆现构。解虏:确定呼塑性雅铰的亏位置货：l/3Pl/3l/3若B、匹D出应现谈塑兔性吉