为什么土木工程结构设计要考虑非线性问题

2022-08-18 科技 52阅读
钢筋混凝土方面
2.1 四种非线性
包括材料非线性、几何非线性、双重非线性和结构非线性。
1 材料非线性。材料的非线性是指材料的应为-应变不成线性比例。材料非线性问题有非线性弹性问题和非线性弹塑性问题之分。这两种主要区别是在加载历史上,后者是材料超过屈服极限后呈现出的非线性,常见于各种结构的弹塑性分析。在简单加载过程中的非线性阶段两者并无木质区别,但卸载过程,前者是可逆过程;后者是不可逆的,将出现残余变形。大多数工程材料(如钢材、钢筋混凝土)在加载变形过程中都存在线弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。
2 几何非线性。几何非线性是由结构变形的大位移造成的,此时小变形假设情况不再成立,由于结构变形大,影响了荷载的作用方向,平衡方程必须建立在变形后的几何位置上。在结构的稳定分析中,有基于小变形的线性理论和基于大变形的非线性理论,分支点失稳后的大变形形态是非线性的,据此得以解释压溃现象。极值点失稳用非线性大挠度理论考虑有限变形对平衡的影响,其理论结果与实验结果吻合得很好;此外,用线性理论计算极值点失稳临界荷载Pcr的结果比非线性理论计算的结果大,偏于不安全。 3 材料和几何双重非线性。材料和几何双重非线性就是指兼有上述两类非线性问题。对于工程上应用很广的非柔性结构,结构发生大变形时,可能应变也较大,材料的应力应变关系超
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