Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Пластический шарнир и механизм разрушения

Ранее приведены основные свойства пластического шарнира, который появляется в элементе при действии изгиба. Рассмотрим теперь явления, наблюдаемые при возникновении одного или нескольких пластических шарниров, а также влияние пластификации сечения на несущую способность сплошностенчатой конструкции при действии изгибающих моментов в одной из главных плоскостей сечения.
Статически определимые конструкции. Рассмотрим балку постоянного сечения, загруженную в сечении 2 сосредоточенной силой P (рис. 3.1, а). При возрастании нагрузки нормальные напряжения достигают предела текучести в первую очередь в месте максимального изгибающего момента (сечение 2). При дальнейшем увеличении нагрузки текучесть распространяется по высоте сечения и по длине балки, захватывая области, где изгибающий момент превышает упругий (2.14) M>Mel (рис. 3.1, б).
Пластический шарнир и механизм разрушения

В предельном состоянии все сечение пластифицировано, и в его окрестности образуются пластические области, границы и размеры которых зависят от типа сечения и нагрузки (рис. 3.1, a, е, f, g). Для оценки развития пластических деформаций в различных сечениях используются кривые пластификации сечений; примеры установления размеров пластических областей приведены, например, в работе. В элементах с прямоугольным или двутавровым сечением границы пластических областей в окрестности сосредоточенных сил параболические (рис. 3.1, а, f), а при равномерно распределенной нагрузке — прямолинейные (рис. 3.1, е). Изменение кривизны изогнутой оси, при действии сосредоточенной силы показано на рис. 3.1, с. Кривизна в месте появления пластического шарнира (сечение 2) быстро возрастает. Предполагаем, что текучесть сосредоточена в сечении 2, а балка работает таким образом, как если бы в этом сечении был расположен обычный шарнир (рис. 3.1, d). Основное различие между пластическим и обычным шарнирами было показано ранее. При появлении пластического шарнира образуется механизм разрушения с одной кинематической степенью свободы; при этом стержни поворачиваются в пластическом шарнире 2 и на опорах 1 и 3 без дальнейшего увеличения кривизны. Статически определимая система при появлении одного пластического шарнира переходит в кинематический механизм, и ее несущая способность полностью исчерпана.
В наиболее напряженном сечении 2 выполняется условие равновесия внешних и внутренних изгибающих моментов
Пластический шарнир и механизм разрушения

При повторяющихся нагружениях работа конструкции в упругопластической стадии имеет свои специфические особенности.
Пластический шарнир и механизм разрушения

Статически неопределимые конструкции. В статически неопределимых конструкциях возникновение одного пластического шарнира еще не ведет к полному исчерпанию несущей способности, как это наблюдается в статически определимых конструкциях. Покажем это на примере балки с защемленными концами (рис. 3.2, а).
Первый пластический шарнир появляется в месте наибольшего изгибающего момента в сечении 1 (рис. 3.2,5). Степень статической неопределимости системы снижается на одну, однако кинематический механизм еще не образуется, и конструкция способна воспринимать дальнейшее увеличение нагрузки. При некотором значении нагрузки появляется второй пластический шарнир в сечении 2 и балка становится статически определимой. При этом несущая способность балки еще не исчерпана и нагрузка может дальше возрастать до образования механизма разрушения после появления третьего пластического шарнира в сечении 3 (рис. 3.2, с).
В пластических шарнирах изгибающие моменты равны предельным несущим способностям сечений при изгибе, в связи с чем в упругих эпюрах изгибающих моментов происходит их перераспределение (рис. 3.2, d ). При этом получим
Пластический шарнир и механизм разрушения

Из формулы (3.3) находим предельную силу P для защемленной балки
Пластический шарнир и механизм разрушения

В статически неопределимых конструкциях предельные состояния соответствуют образованию кинематических механизмов разрушения с n+1 пластическими шарнирами (n - степень статической неопределимости). При исследовательном увеличении нагрузки происходит перераспределение изгибающих моментов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: