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1、 由前面例题可见:若分析出塑性铰的位置,由结构的极限状态的平衡即 可求出极限荷载。同时也可推知超静定结构的极限荷载与结构的温度变化、支座移动等 因素无关。5. 比例加载时判定极限荷载的定理比例加载-作用于结构上的所有荷载按同一比例增加,且不出现卸载的加载方式。求极限荷载相当于求P的极限值。结构处于极限状态时,应同时满足下面三个条件:1.单向机构条件; 2.内力局限条件; 3.平衡条件。可破坏荷载-同时满足单向机构条件和平衡条件的荷载。可接受荷载-同时满足内力局限条件和平衡条件的荷载。极限荷载既是可破坏荷载又是可接受荷载。1.基本定理:可破坏荷载恒不小于可接受荷载。比例加载时关于极限荷载的定理:
2、证明: 取任一可破坏荷载,给与其相应的破坏机构虚位移,列虚功方程取任一可接受荷载,在与上面相同虚位移上列虚功方程1.基本定理:可破坏荷载恒不小于可接受荷载。证明: 取任一可破坏荷载,给与其相应的破坏机构虚位移,列虚功方程取任一可接受荷载,在与上面相同虚位移上列虚功方程2.唯一性定理:极限荷载是唯一的。 证明:设同一结构有两个极限荷载 和 。若把 看成可破坏荷载, 看成可接受荷载。若把 看成可破坏荷载, 看成可接受荷载。故有3.上限定理(极小定理):极限荷载是所有可破坏荷载中最小的。证明: 由于极限荷载 是可接受荷载,由基本定理2.唯一性定理:极限荷载是唯一的。 证明:设同一结构有两个极限荷载
3、和 。若把 看成可破坏荷载, 看成可接受荷载。若把 看成可破坏荷载, 看成可接受荷载。故有4.下限定理(极大定理):极限荷载是所有可接受荷载中最大的。证明: 由于极限荷载 是可破坏荷载,由基本定理列出所有可能的破坏机构,用平衡条件求出这些破坏机 构对应的可破坏荷载,其中最小者既是极限荷载。定理的应用:穷举法 :每次任选一种破坏机构,由平衡条件求出相应的可破坏 荷载,再检验是否满足内力局限性条件;若满足,该可 破坏荷载既为极限荷载;若不满足,另选一个破坏机构 继续运算。试算法 :极小定理的应用唯一性定理的应用例:求图示等截面梁的极限荷载。极限弯矩为Mu 。Pl/3l/3Pl/3解:1.用穷举法求
4、解共有三种可能的破坏机构Pl/3l/3Pl/3例:求图示等截面梁的极限荷载。极限弯矩为Mu 。解:1.用穷举法求解 共有三种可能的破坏机构:(1)A、B出现塑性铰(2)A、C出现塑性铰(3)B、C出现塑性铰例:求图示等截面梁的极限荷载。极限弯矩为Mu 。PP解 : (1)选A、B出现塑性铰形成的破坏机构2.用试算法求解由作出的弯矩图可见,C截面不满足内力 局限性条件。 (2)选A、C出现塑性铰形成的破坏机构由作出的弯矩图可见,满足内力局限性条件。例:求图示等截面梁的极限荷载.已知梁的极限弯矩为Mu。l解: 用上限定理(极小定理)计算。6. 连续梁的极限荷载连续梁的破坏机构一跨单独破坏相邻跨联合
5、破坏不会出现在各跨等截面、荷 载方向相同条件下, 破坏机构只能在各 跨内独立形成。例:求图示连续梁的极限荷载。各跨分别是等截面的,AB、BC跨的极限 弯矩为Mu ,CD跨的极限弯矩为3Mu 。 解:先分别求出各跨独自破坏时的可破坏荷载.(1)AB跨破坏时0.8PPPq=P/aaaaaa2a0.8PPPq=P/a(2)BC跨破坏时0.8PPPq=P/a(3)CD跨破坏时 有三种情况:例:求图示连续梁的极限荷载。各跨分别是等截面的,AB、BC跨的极限 弯矩为Mu ,CD跨的极限弯矩为3Mu 。 0.8PPPq=P/aaaaaa2a0.8PPPq=P/a解:先分别求出各跨独自破坏时的可破坏荷载.(1)AB跨破坏时(2)BC跨破坏时(3)CD跨破坏时有三种情况0.8PPPq=P/a0.8PPPq=P/a