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1、第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度楊春俠長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木工程學(xué)院20121第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度考慮塑性內(nèi)力重分布的內(nèi)力計(jì)算1、基本原理彈性計(jì)算認(rèn)為結(jié)構(gòu)任一截面內(nèi)力達(dá)到承載能力時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞，對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)或脆性材料的結(jié)構(gòu)是正確的。具有塑性性能的超靜定結(jié)構(gòu)，某一截面達(dá)到承載能力并不能使結(jié)構(gòu)破壞。結(jié)構(gòu)還有強(qiáng)度儲(chǔ)備。補(bǔ)充20122第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度2、考慮塑性內(nèi)力重分布的依據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件截面承載能力計(jì)算中，考慮了鋼筋和混凝土的塑性性質(zhì)，采用塑性計(jì)算理論。連續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)內(nèi)力按彈性理論計(jì)算，截面承載力計(jì)算采用塑性理論，二者不統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)中某截面發(fā)生塑性變形后，剛度降低，按彈性方法計(jì)算得出內(nèi)力不能正確
2、反映結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)力分布。20123第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度3、塑性鉸與理想鉸某一截面達(dá)到Mu，截面屈服，梁繞截面轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)塑性鉸。理想鉸能自由轉(zhuǎn)動(dòng)但不能傳遞彎矩；塑性鉸能承擔(dān)彎矩Mu，只在Mu下轉(zhuǎn)動(dòng)，不能反向轉(zhuǎn)動(dòng)；不能無(wú)限制轉(zhuǎn)動(dòng)，壓區(qū)砼被壓碎時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)幅度達(dá)到限值。靜定結(jié)構(gòu)形成一個(gè)塑性鉸，變成破壞機(jī)構(gòu)。超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸減少—次超靜定次數(shù)，荷載可繼續(xù)增加，直到塑性鉸陸續(xù)出現(xiàn)變成破壞機(jī)構(gòu)。20124第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度4、考慮塑性內(nèi)力重分布的優(yōu)勢(shì)考慮材料塑性性質(zhì)分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力更加合理、更符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)?？紤]材料塑性性質(zhì)可充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的承載力，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效果。20
3、125第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度5、計(jì)算方法（舉例說(shuō)明）承受均載單跨固端梁，l＝6m，各截面尺寸及上下配筋量相同，正負(fù)極限彎矩Mu＝36kN·m。按彈性方法計(jì)算，p1＝12kN／m，支座彎矩MA＝MB=-36kN·m，跨中彎矩MC=18kN·m。20126第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度p1沒(méi)使梁破壞，僅使支座形成塑性鉸，承擔(dān)彎矩Mu=36kN·m，繼續(xù)加載到p2＝4kN/m，跨中彎矩Mc＝36kN·m，達(dá)到Mu形成塑性鉸，形成破壞機(jī)構(gòu)。極限荷載p1+p2＝16kN/m按彈性方法計(jì)算為12kN/m20127第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度結(jié)論從形成塑性鉸到成為破壞機(jī)構(gòu)，梁尚有承受4kN/m均載的潛力?？紤]塑
4、性變形的內(nèi)力計(jì)算能利用材料的潛力。形成塑性鉸前，MA與MC之比為2：1，形成塑性鉸后，比值逐漸改變，最后成為1：1(Mu)。材料塑性變形引起內(nèi)力重分布，故稱為“考慮塑性變形內(nèi)力重分布的計(jì)算方法”。按彈性理論計(jì)算，連續(xù)梁的彎矩與截面配筋比無(wú)關(guān)；按塑性內(nèi)力重分布理論計(jì)算，梁的彎矩不是定值，隨截面的配筋比而變化。20128第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度第5章結(jié)構(gòu)體系的可靠度結(jié)構(gòu)失效≠結(jié)構(gòu)體系失效一、基本概念1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失效性質(zhì)脆性構(gòu)件——失效后喪失功能延性構(gòu)件——失效后保持功能2.結(jié)構(gòu)體系的失效模型串聯(lián)模型并聯(lián)模型串并聯(lián)模型20129第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度（1）串聯(lián)模型——靜定結(jié)構(gòu)靜定桁架與串
5、聯(lián)模型201210第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度（2）并聯(lián)模型——超靜定結(jié)構(gòu)(單一失效形態(tài))排架結(jié)構(gòu)與并聯(lián)模型超靜定梁與并聯(lián)模型201211第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度（3）串-并聯(lián)模型——超靜定結(jié)構(gòu)(多失效形態(tài))剛架與串-并聯(lián)模型2201212第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度3.結(jié)構(gòu)體系可靠度計(jì)算的復(fù)雜性構(gòu)件失效間的相關(guān)性構(gòu)件抗力的相關(guān)性構(gòu)件荷載效應(yīng)間的相關(guān)性構(gòu)件失效形態(tài)的不唯一性構(gòu)件失效間的相關(guān)性荷載相關(guān)所含失效構(gòu)件相關(guān)201213第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度二、結(jié)構(gòu)體系可靠度的上下界設(shè)結(jié)構(gòu)體系有n個(gè)元件各元件的失效狀態(tài)為,失效概率為;結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失效概率為。1.串聯(lián)系統(tǒng)（1）各元件工作狀態(tài)完全獨(dú)立201214第
6、5章結(jié)構(gòu)體系可靠度（2）各元件工作狀態(tài)完全相關(guān)一般情況可見(jiàn),對(duì)于靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)體系的可靠度總小于或等于構(gòu)件的可靠度。201215第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度2.并聯(lián)系統(tǒng)（1）各元件工作狀態(tài)完全獨(dú)立（2）各元件工作狀態(tài)完全相關(guān)201216第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度一般情況可見(jiàn),對(duì)于失效形態(tài)唯一的超靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)體系的可靠度總大于或等于構(gòu)件的可靠度。201217第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度本章小結(jié)了解結(jié)構(gòu)體系失效模型；了解結(jié)構(gòu)體系可靠度的上下界。Summary201218第5章結(jié)構(gòu)體系可靠度
