對於實際工(gōng)程結構,剛架是最常見的(de)超靜定結構形(xíng)式。通常,它可以有多種失效模式。機構失效是要考慮(lǜ)的(de)一種主要(yào)失效模式。若(ruò)某一剛架結構不是全部構(gòu)件失效,但隻要產(chǎn)生(shēng)足夠多的塑性鉸而形成一定的塑性鉸組合(hé),使結構係(xì)統成為機(jī)構時,就將導致(zhì)結構係統喪失承載能力而失效。即(jí)使同樣是機構失效,由於不同構件的塑性鉸(jiǎo)化,會產生不同的失效形式,而對一種失效(xiào)形式,由於塑性鉸產生的順序不同,又會形成不同的失效路徑,但與桁架不同的是(shì),失效形式的產生概率與失效路徑無關。在任一組成(chéng)失效形(xíng)式(shì)的塑性鉸組合中(zhōng),有的塑性鉸可以從組合中除去,剩餘的塑性鉸組合仍然可(kě)以使(shǐ)結構係統失效,這樣的塑性鉸稱為冗餘塑(sù)性鉸。相反,那些如(rú)果從(cóng)組合中去掉,剩餘塑性鉸就不能使(shǐ)結構係統失效,即不能使結構(gòu)成(chéng)為機構的塑性鉸稱為基本塑性鉸。
為便於對橋梁結構係統進行可靠性分析(xī),通常作如下假定,
(1)材料均勻且各向同性時,材料(liào)的力學行為是完全彈塑性的,即已(yǐ)經形成(chéng)塑性鉸的截麵服(fú)從(cóng)塑性變形理論,而其(qí)他截(jié)麵則表現為完全彈性。
(2)結構係統隻受集中力與集中彎矩作(zuò)用。
(3)塑性鉸隻在構件連(lián)接處或集中荷載(zǎi)作用點處形成,以可能形成塑性鉸的截麵為端(duān)麵而構成對係(xì)統進行內力分析的各杆(gǎn)單(dān)元。
(4)某截麵形成塑性鉸的條件是(shì)該截麵的屈服函數Fk =0。Fk是是由杆單元的(de)幾何尺度、屈服應力及荷載效應決定的。計算荷載效應時要考慮彎矩、軸力、剪力的綜(zōng)合影響。
(5)當某一杆元端麵形成塑性鉸後,其餘殘存在未屈服端麵上的應力都會重新分配。也就是說,在進行新的應力分析時,已產生塑性鉸的杆單元,單元剛度矩陣要用相應的修正剛度矩陣代替,而且由於塑性鉸的生成,需要在相關(guān)節點處加上等效節點力(lì)。反複這樣(yàng)的應力(lì)分析過程,直到產生一組塑(sù)性鉸,使結構成為(wéi)機構,這樣就產生了一種失效形式。
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