結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中連續(xù)梁的破壞機(jī)構(gòu)分析

王 莊

(江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122)

結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中連續(xù)梁的破壞機(jī)構(gòu)分析

王 莊

(江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122)

基于連續(xù)梁的極限荷載分析中，對(duì)于可能出現(xiàn)的破壞機(jī)構(gòu)，教材一般只給出結(jié)論，并未給出具體分析過(guò)程，使多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以深入理解并掌握的情況，對(duì)兩跨連續(xù)梁破壞機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，補(bǔ)充了這一論證過(guò)程，使教材中原有結(jié)論更加清晰，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)理解和掌握應(yīng)用。

極限荷載，連續(xù)梁，塑性鉸，破壞機(jī)構(gòu)

1 概述

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，它以理論力學(xué)、材料力學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)又是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)極限荷載分析是結(jié)構(gòu)力學(xué)下冊(cè)的教學(xué)內(nèi)容，是將結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計(jì)方法向彈塑性設(shè)計(jì)方法過(guò)渡的重要理論知識(shí)。結(jié)構(gòu)力學(xué)下冊(cè)知識(shí)點(diǎn)密集，課時(shí)較少，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，很少有時(shí)間對(duì)這一部分內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和領(lǐng)會(huì)，多數(shù)情況下只是機(jī)械地照搬教材中的結(jié)論及解題步驟，在深入理解及應(yīng)用方面存在問(wèn)題。

2 連續(xù)梁破壞結(jié)構(gòu)分析

結(jié)構(gòu)的極限荷載分析中，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)是一類基本的問(wèn)題，多數(shù)結(jié)構(gòu)力學(xué)教材[1-3]在進(jìn)行分析時(shí)，均作如下假定，連續(xù)梁在每一跨內(nèi)為等截面，各跨截面可彼此不同，荷載同向并按比例增加，其中Mu，Mu′，l,l′均為常數(shù)，得到如圖1a)所示彈性M圖，簡(jiǎn)單分析后繼而指出連續(xù)梁只可能在各跨獨(dú)立形成破壞機(jī)構(gòu)，分別如圖1b)，圖1c)所示，而不可能由相鄰幾跨聯(lián)合形成一個(gè)破壞機(jī)構(gòu)，如圖1d)所示。據(jù)此結(jié)論，可對(duì)每個(gè)單跨破壞機(jī)構(gòu)分別求出相應(yīng)的破壞荷載，后取最小值，這樣便可得連續(xù)梁的極限荷載。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生在應(yīng)用這一結(jié)論時(shí)，并未能很好的理解連續(xù)梁結(jié)構(gòu)為何只可能形成單跨破壞機(jī)構(gòu)。

接下來(lái)，以兩跨連續(xù)梁為例，對(duì)其破壞機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，如圖2a)所示，單跨荷載分別同向作用時(shí)，M圖分別如圖2b)，圖2c)所

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)補(bǔ)充兩跨連續(xù)梁破壞機(jī)構(gòu)的分析，指出連續(xù)梁滿足假定條件下只可形成單跨破壞機(jī)構(gòu)，使整個(gè)分析過(guò)程嚴(yán)密，結(jié)論更加清晰。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，將這一分析過(guò)程作為習(xí)題課及基本概念的講解，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念和基本原理的理解和應(yīng)用，可以達(dá)到很好的教學(xué)效果。

[1] 龍馭球，包世華.結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ——專題教程[M].第3版.北京:高等教育出版社,2009.

[2] 李廉錕.結(jié)構(gòu)力學(xué)下冊(cè)[M].第5版.北京:高等教育出版社,2015.

[3] 朱慈勉，張偉平.結(jié)構(gòu)力學(xué)下冊(cè)[M].第3版.北京:高等教育出版社,2016.

Analysis of collapse mechanism of continuous beam in the teaching ofStructuralMechanics

Wang Zhuang

(SchoolofEnoironmentandCivilEngineering,JiangnanUniversity,Wuxi214122,China)

For the ultimate load analysis of continuous beam, most textbook only give a conclusion and did not provide the analysis process, which leads the most of the students is hard to learn. Based on analyzing of two span continuous beam, then an supplementary analysis process of collapse mechanism was added, which make the conclusion more clear and easy to understand and apply.

ultimate load, continuous beam, plastic hinge, collapse mechanism

1009-6825(2017)02-0247-01

2016-10-28

王 莊(1983- )，男，博士，講師

O342

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