第十二章 结构塑性分析
$12-4 小结与讨论
作为本课程与后续课程的衔接,本章突破了单纯按危险截面设计的局限,开始根据极限状态对结构整体的承载能力进行计算,并从塑性分析入手初步引入材料非线性的概念。在对由单一弹塑性材料构成的梁结构分析的基础上,由理想弹性逐步引入塑性极限弯矩和塑性铰的概念,从而有效提高了截面的承载能力。
考虑到结构因塑性铰逐步出现并最终成为几何可变时所处的极限状态,对于简单结构可以根据极限平衡法中的静力平衡条件或者与其等效的虚位移原理直接计算极限荷载。在更复杂的情况下,对于可能的多种破坏机构,必须进行试算排查,根据极限状态必须满足的条件和判定极限荷载的基本定理,找出真实的破坏机构,极限荷载也就不难确定了。
混凝土结构中将会遇到由钢筋和混凝土两种不同材料构成的截面,在加载时会有更复杂的受力状态,塑性铰的出现也将导致内力的重新分布,后续课程将在本章基础上作进一步的探讨。
思考题
1.什么是结构塑性分析?与弹性分析相比塑性分析具有哪些特点?
2.为什么计算结构的极限荷载时可以不考虑结构弹塑性发展的全过程?
3.什么是截面的中性轴、形心轴、等截面轴?它们之间有何关系?
4.什么是塑性铵?它与普通饺有何区别?
5.当结构受力处于弹塑性阶段时,位移计算公式A.n=∑cds是否仍然适用?
6.试概述极限平衡法求极限荷载的基本思路。
7.为什么通常在求连续梁的极限荷载时,可先分别将各跨按单跨超静定梁来计算,再从中进一步确定极限荷载。
8.机构法和试算法求极限荷载各以什么定理为依据?它们之间有何区别?
习题
12-1试求图示结构的极限荷载F.。已知各链杆的面积为A=10c2,材料的屈服极限为0,=235MPa。 12-2设材料的屈服极限为0.=235MPa,试求下列截面的塑性极限弯矩AM.(o)矩形载面6· A=10cm×20cm;(b)I25b和I28a;(c)环形截面(见图);(d)T形截面(见图)。
12-3~12-5试求图示静定梁的极限荷载。已知,=235MPa,各跨截面均相同。其中题12-3、12
均为b·h=4cm×8cm。
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