塑性內(nèi)力重分布ppt課件

1、1.應(yīng)力重分布與內(nèi)力重分布應(yīng)力重分布與內(nèi)力重分布材料的非彈性材料的非彈性超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)1.應(yīng)力重分布與內(nèi)力重分布應(yīng)力重分布與內(nèi)力重分布l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1彈性分析時(shí)，隨著F的變化，MB /M1=常量；塑性分析時(shí)隨著F的變化，MB /M1不斷變化， 內(nèi)力在支座和跨中之間不斷重新分配。內(nèi)力重分布的概念：內(nèi)力重分布的概念：PAsbhM yMMyMu0 u塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力pyupl )(MyMu y u- ylppl塑性鉸塑性鉸 混凝土開裂后，截面的應(yīng)力分布發(fā)生了變化，混凝土開裂后，截面的應(yīng)力分布發(fā)生了變化，稱應(yīng)力發(fā)生了重分布。鋼筋屈服后，在荷

2、載稱應(yīng)力發(fā)生了重分布。鋼筋屈服后，在荷載無明顯增加的情況下，截面的變形可以急劇無明顯增加的情況下，截面的變形可以急劇增大，稱出現(xiàn)了增大，稱出現(xiàn)了“塑性鉸塑性鉸”。塑性鉸與普通鉸的區(qū)別是：塑性鉸與普通鉸的區(qū)別是：(a) 塑性鉸是單向鉸，只能沿塑性鉸是單向鉸，只能沿Mu方向轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)；(b) 塑性鉸可以傳遞彎矩塑性鉸可以傳遞彎矩, MMu ；(c) 塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是有限的：塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是有限的：puyp()l塑性鉸的類型塑性鉸的類型鋼筋鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力較大，延性好，是連鋼筋鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力較大，延性好，是連續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)中允許出現(xiàn)的。續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)中允許出現(xiàn)的。內(nèi)力重分布內(nèi)力重分布超靜定結(jié)構(gòu)中，某一截面由于

3、裂縫出現(xiàn)、鋼筋與混凝土超靜定結(jié)構(gòu)中，某一截面由于裂縫出現(xiàn)、鋼筋與混凝土粘結(jié)破壞、鋼筋屈服等原因，使截面內(nèi)力分布與按彈性粘結(jié)破壞、鋼筋屈服等原因，使截面內(nèi)力分布與按彈性理論分析時(shí)有所不同的現(xiàn)象，稱為出現(xiàn)了內(nèi)力重分布。理論分析時(shí)有所不同的現(xiàn)象，稱為出現(xiàn)了內(nèi)力重分布。超靜定結(jié)構(gòu)才有內(nèi)力重分布超靜定結(jié)構(gòu)才有內(nèi)力重分布,靜定結(jié)構(gòu)只有應(yīng)力重分布靜定結(jié)構(gòu)只有應(yīng)力重分布這一非彈性變形集中這一非彈性變形集中產(chǎn)生的區(qū)域理想化為產(chǎn)生的區(qū)域理想化為集中于一個(gè)截面上的集中于一個(gè)截面上的塑性鉸塑性鉸.正截面受彎塑性鉸正截面受彎塑性鉸MMuMy0 y u =(c+s)/h0階階段段-受拉混凝土受拉混凝土開開裂裂階階段段-受

4、拉受拉鋼鋼筋屈服筋屈服階階段段-屈服后至破壞：塑性屈服后至破壞：塑性應(yīng)變應(yīng)變?cè)龃?，增大，?yīng)應(yīng)力不力不變變；受；受壓區(qū)壓區(qū)高度高度減減小。小。cfcubxfyAsxy屈服時(shí)，屈服時(shí)，fyAs=fcubx因?yàn)橐驗(yàn)閤減小，所以減小，所以z略增大，略增大，所以所以Mu略有增大。略有增大。pyupl )(概念概念塑性鉸的特點(diǎn)塑性鉸的特點(diǎn)plU(a)(b)U(a)(b)U(a)(b)UU(a)(b)超靜定結(jié)構(gòu)的極限荷載及內(nèi)力重分布F1F1A2l2lllABMB=0.188F1lM1=0.156F1l荷載較小時(shí)，荷載較小時(shí)，兩個(gè)集中力兩個(gè)集中力引起的彎矩引起的彎矩分布與彈性分布與彈性計(jì)算結(jié)果一計(jì)算結(jié)果一致。

5、致。開裂前開裂前-彈性階段彈性階段當(dāng)集中力增加至當(dāng)集中力增加至F時(shí)時(shí)中間支座及荷載作用中間支座及荷載作用點(diǎn)的彎矩分別是：點(diǎn)的彎矩分別是：MB=0.188FlM1=0.156FlF0.156Fl0.156Fl0.188Fl0.188Fl按照受彎構(gòu)件計(jì)算，連續(xù)梁跨中及按照受彎構(gòu)件計(jì)算，連續(xù)梁跨中及支座的極限彎矩支座的極限彎矩Mu承載力為承載力為0.188Fl極限彎矩極限彎矩l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1MB=0.188FlM1=0.156Fl當(dāng)加荷增量當(dāng)加荷增量F2=0.128F時(shí)，連續(xù)時(shí)，連續(xù)梁跨中截面彎矩為：梁跨中截面彎矩為：FlFlFlM188. 0128. 041

6、156. 01F2l0/4F2l0/4F2F2AAB+于是，跨中也形成塑性鉸，整個(gè)機(jī)構(gòu)變成可變體系而告破壞。F1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4=MuB=0.188FlMu1= 0.188Fl(1)開裂前開裂前-彈性階段彈性階段(2)支座開裂后支座開裂后-支座彎矩增長支座彎矩增長，跨中開裂后，跨中開裂后-M支增長支增長(3)支座鋼筋屈服支座鋼筋屈服-支座塑性鉸，簡支兩跨中彎矩支座塑性鉸，簡支兩跨中彎矩增加直至跨中受拉筋屈服，變?yōu)殂q。增加直至跨中受拉筋屈服，變?yōu)殂q。FMF1+F2F1M1MB彈性彈性跨中開裂跨中開裂支座開裂支座開裂M=EI兩點(diǎn)結(jié)論* 對(duì)鋼筋混凝土靜定結(jié)構(gòu)，塑

7、性鉸出現(xiàn)即導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)足夠數(shù)量的塑性鉸，使結(jié)構(gòu)成為幾何可變體時(shí)，才破壞。* 彈性方法的承載力：F1；內(nèi)力重分布法的承載力：Fu=F1+F2。說明彈性方法未充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的潛力，反過來說，在同樣的外荷載下，按內(nèi)力重分布法可降低支座處的內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)力重分布的概念：內(nèi)力重分布的概念： 彈性分析時(shí)，隨著彈性分析時(shí)，隨著F的變化，的變化，MB /M1=常量；常量； 塑性分析時(shí)隨著塑性分析時(shí)隨著F的變化，的變化，MB /M1不斷變化，不斷變化， 內(nèi)力在支座和跨中之間不斷重新分配。內(nèi)力在支座和跨中之間不斷重新分配。M1=0.156FlMB=0.188Fl 1)充分的和不充分的內(nèi)力重分布：不充分的內(nèi)力重分布不充分的內(nèi)力重分布不充分的內(nèi)力重分布不充分的內(nèi)力重分布2)2)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力和內(nèi)力重分布塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力和內(nèi)力重分布 試驗(yàn)研究表明，塑性鉸轉(zhuǎn)角試驗(yàn)研究表明，塑性鉸轉(zhuǎn)角的大小，隨配筋率的提高而降低，的大小，隨配筋率的提高而降低，主要取決于截面相對(duì)受壓區(qū)高度主要取決于截面相對(duì)受壓區(qū)高度值。對(duì)受彎構(gòu)件，受壓區(qū)高度直值。對(duì)受彎構(gòu)件，受壓區(qū)高度直接受配筋率的影響接受配筋率的影響. 鋼材品種也影響截面的延性，鋼材品種也影響截面的延性，普通熱軋鋼筋具有明顯的屈服臺(tái)普通熱軋鋼筋具有明顯的屈服臺(tái)階，延伸率也較高；混凝土強(qiáng)度階，延伸率也較高；混凝土強(qiáng)度等級(jí)