受扭构件稳定性的突变理论研究.pdf

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1、四川建筑科学研究第38卷第6期SichuanBuildingScience2012年l2月受扭构件稳定性的突变理论研究王志强，申建红，李爱武(青岛理工大学管理学院，山东青岛266520)摘要：基于混凝土受扭构件破坏时相邻构件的作用，建立受扭构件破坏的力学模型。运用突变理论对受扭构件的稳定性进行分析，揭示了混凝土受扭构件破坏过程，并给出了受扭构件失稳的临界条件。研究表明：混凝土受扭构件失稳的临界条件是由加载系统刚度与受扭构件本构曲线的软化段斜率绝对值的比值K确定，K<1时，受扭构件将发生脆性破坏。对于少筋和超筋构件脆性破坏机理是由于其本构曲

2、线峰值强度后软化段部分斜率较陡，加载系统释放的弹性能超过构件所能耗散的能量所造成的。关键词：受扭构件；稳定性；突变理论；临界条件中图分类号：TU311文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)06—022—04StudyonstabilityofconcretetorsionmemberbycatastrophictheoryWANGZhiqiang，SHENJianhong，LIAiwu(SchoolofManagement，QingdaoTechnologyUniversity，Qingdao266520，China)Ab

3、stract：Basedontheinteractionofcontactelementinfailureofconcretetorsionmember，mechanicalmodelforthetorsionmemberfailureWasestabhshed．CatastrophetheoryWasusedtoanalyzethestabilityoftorsionmemberfailure．Failureprocessofconcretetorsionmemberwasrevealedandacriticalconditionwhe

4、retheconcretetorsionmemberWasdamagedbrittlely．Theresultshowsthat：Thecriticalconditionissivenbytheratio，K，ofloadingsystemstifnessto(theabsolutevalueof)softeningslopeoftorsionmemberconstitutivecurve．torsionmemberdamagebrittlelywhenK<1．Themechanismoftorsionmemberbrittledamag

5、etofewormoresteelisduetothattheconstitutiveCUlWeafterpeakvalueintensityissteeperandtheelasticenergyreleasedbyloadingsystemismorethantheenergydissipatedbytorsionmomentaccordingly．Keywords：concretetorsionmember；stability；catastrophictheory；criticalcondition呈现出非线性，从而为分析混凝土构件

6、受扭破坏带0引言来了难度。本文拟运用突变理论对协调扭转问题进扭转是构件的基本受力形式之一，在钢筋混凝行研究。土结构中经常遇到，如框架结构中的边梁、工业建筑1受扭构件破坏的力学模型中的吊车梁、桥梁结构中的曲梁等均承受扭矩的作用。工程中，混凝土构件受到的扭转有两类：一类是对于钢筋混凝土构件扭转中的协调扭转，主要由外荷载直接作用产生的扭转，其扭矩可由静力平是由相邻构件的位移受到该构件的约束而引起该构衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关，一般也称之为件的扭转。在这类扭转破坏中，受扭构件与相邻构平衡扭转。另一类是超静定结构中由于构件之间的件之问存在着能

7、量的传递和转移。随着变形的增连续性，构件受力后在变形协调过程中产生的扭转，加，次应力的积累，钢筋混凝土构件中积聚的应变能一般称之为协调扭转。也逐渐增加。对于受扭构件而言，相邻构件及其他目前对于协调扭转方面已经做了一些研相关部分相当于加载装置。若把这些部分看作是普究引。但是由于混凝土成型工艺、养护条件等原通扭转试验中的试验机，在对受扭构件加载的同时，因，在承受载荷以前其内部便在骨料一砂浆间已存试验机自身也在发生变形，由于试验机始终处于弹在许多界面裂缝，在荷载作用下这些裂缝、微缺陷进性阶段，故试验机相当于一扭转刚度为k的弹簧，一步发展而产生损

8、伤，以致使昆凝土应力—应变曲线故受扭构件破坏的力学模型可简化为图1。图1中为试验机机身对受扭构件施加的扭矩，／7"／,为受扭构件对试验机施加的扭矩，和m互为收稿日期：2011-05—18作用力