结构力学-第17章-结构的塑性分析与极限荷载ppt课件.ppt

第15章结构的塑性分析与极限荷载§17-1概述在塑性设计中，假设材料为理想弹塑性材料，其应力与应变关系：加载时材料为线弹性阶段和塑性流动阶段。§17-2极限荷载、塑性铰和极限状态图a）弹性阶段，最外纤维处应力达到屈服极限σs，弯矩M为：可见，极限弯矩与外力无关,只与材料、截面几何形状和尺寸有关。[例]已知材料的屈服极限，试求图示截面的极限弯矩。①图中简支梁随着荷载的增大，梁跨中弯矩达到极限弯矩Mu。
②跨中截面达到塑性流动阶段，跨中两个无限靠近的截面可以产生有限的相对转角，因此，当某截面弯矩达到极限弯矩Mu时，就称该截面产生了“塑性铰”。
③这时简支梁已成为机构，这种状态称为“极限状态”，此时的荷载称为“极限荷载”，记作FPu。都江堰市都江之春大厦柱端塑性铰比较严重对于静定结构，只要一个截面出现塑性铰，结构就成为了具有一个自由度的机构，丧失承载能力以至破坏。【例17.1】图示为矩形截面简支梁在跨中承受集中荷载，试求极限荷载。（1）唯一性定理：极限荷载FPu值是唯一确定的。A塑性阶段，A截面形成第一个塑性铰。[例]求梁的极限荷载FPu,截面极限弯矩为Mu。虚功法[例]求梁的极限荷载，已知极限弯矩为Mu。由于AB段、BC段截面极限弯矩不同，故塑性铰不仅可以出现在产生最大弯矩的A、D截面，也可能出现在截面改变处B，可能的破坏机构有两种。A当截面D和A出现塑性铰时的破坏机构计算超静定结构的极限荷载，关键是确定破坏机构，即塑性铰的数量及位置。二．多跨连续梁的极限荷载计算（重点）连续梁在竖向向下荷载作用下，每跨内的最大负弯矩只可能在各跨两端出现。【例17.3】(b)BC跨破坏时CD跨破坏时极限荷载取各跨独自破坏时的破坏荷载的最小值[例]试求连续梁的极限荷载。2)第二跨破坏时§17-4比例加载时判定极限荷载的一般定理解：1.极限分析的目的是什么？1、静定结构只要产生一个塑性铰即发生塑性破坏，n次超静定结构一定要产生n+1个塑性铰才产生塑性破坏。5、塑性铰处的弯矩值可以小于极限弯矩值。9、极限荷载应满足的条件是（）。
A单向机构条件、屈服条件；B屈服条件、平衡条件；
C单向机构条件、平衡条件；D单向机构条件、屈服条件、平衡条件则：F-12.7(类似题目)试计算图示梁的极限荷载FPu。用虚功方程可得：若第二跨出现破坏，则破坏机构如下图所示。解：①机构一：AC跨破坏.矩阵位移法
结构的动力计算
结构的稳定计算
结构的极限荷载掌握单元刚度矩阵（局部坐标系、整体坐标系）、连续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵及等效结点荷载的求解.
熟悉对连续梁、刚架、桁架进行整体分析.
理解组合结构整体分析.动力自由度的判断
单自由度体系的相关计算
固有频率、周期的计算；
强迫振动中动内力、动位移的计算；

两个自由度体系的相关计算
固有频率、主振型的计算；
对称性的应用；

动力计算的基本方法
刚度法
柔度法稳定分析中的几个基本概念
失稳、临界状态、临界荷载、两类失稳问题、稳定自由度.
稳定自由度的判断
静力法计算临界荷载
一个自由度结构；
两个自由度结构；
无限个自由度结构.
能量法计算临界荷载
一个自由度结构；
两个自由度结构.
复杂体系的简化
极限荷载分析中的几个基本概念
屈服弯矩、极限弯矩、塑性铰、破坏机构、极限荷载.
比例加载时有关极限荷载的几个定理
极小定理；
唯一性定理.
单跨梁极限荷载的计算
静力法－利用静力平衡条件；
机动法－利用虚功原理.
连续梁极限荷载的计算
机动法－利用虚功原理.复习(Ⅰ)第九章矩阵位移法2、转角方向的规定P-9.9图示连续梁，各杆刚度为EI，忽略轴向变形，写出其整体刚度矩阵。②单元定位向量.P-9.10图示刚架，各杆刚度为EA、EI，写出其整体刚度矩阵。AF-9.4计算图示连续梁的刚度矩阵K（忽略轴向变形影响）。③形成总刚矩阵：F-9.7试求图示刚架的等效结点荷载列阵。F-9.8计算图示连续梁的结点转角和杆端弯矩。（3）形成总刚矩阵：（6）计算杆端弯矩：③局部坐标系下刚架单元的刚度矩阵.⑤所求元素.1.单自由度体系的自振频率、自振周期：4.体系阻尼比的确定第一主振型：解：①两个动力自由度，采用刚度法.③计算结构自振频率.[例]试求图示体系的自振频率。因此：谢谢大家感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，
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