拉张应力形成构造样式平面特征 PPT
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应力状态分析强理论组合变形PPT学习教案
（0.5 0.6）
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5.5 组合变形的强度计算
5.5.1 组合变性概念与实例
1.概念：同时产生两种或两种以上的基本变性，称为组 合变性。
2.实例：见下图。
t
T
m
G
G
A
B
t
T
m
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5.5 组合变形的强度计算
3.强度计算依据： 对组合变性的杆件，只要材料服从虎克定律和小变性条件。 可以认为每一种基本变性都是各自独立，互不影响的。因此可 以使用叠加原理。 4.强度条件的建立： <1>分析并简化分解杆件的受力情况，使每一组载荷只产 生一种基本变形。 <2>分别计算它们的内力、应力，然后进行叠加。 <3>再根据危险点的应力状态，建立相应的强度条件。
强度条件： 1 （ 2 3）
适用于：石料、混泥土等脆性材料压缩时的应力状态。
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5.4 强度理论简介
5.4.2 塑性屈服理论
1.最大剪应力理论（第三强度理论）：此理论认为最大剪 应力是引起材料破坏的主要因素。
max
1
2
3
,其中， 0可有单向拉伸试验确定，在与轴线成450
的斜面上
min 3
而最大剪应力为：
max
1
2
3
的
max
作
用
面
与
2
平
行
，
与
1、
3
作
用
面
夹
角
为450
。
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5.3 三向应力状态简介、广义虎克定律
5.3.2 广义虎克定理
对三向应力状态，若材料是各向同性的且最大应力不超 过材料的比例极限。则，任意方向的线应变都可利用虎克定 理叠加而得。
【混凝土裂缝】张拉（应力）裂缝图解
【混凝⼟裂缝】张拉（应⼒）裂缝图解1. 定义
外⼒作⽤于混凝⼟时，但外⼒超过了混凝⼟的强度时，就会发⽣应⼒开裂。
这样的裂缝称为张拉（应⼒）裂缝。
2. 特点
裂缝出现在混凝⼟结构的受拉部位，呈较均匀分布状。
⼤部分是深层裂缝或贯穿裂缝。
3. 典型实例
图1：张拉裂缝
4. 原因分析
（1）预应⼒板类构件表⾯裂缝：预应⼒筋放张后，由于肋的刚度差，当控制⼒偏⾼时，受压后产⽣反拱，使板⾯受拉，加上板⾯与纵肋收缩不⼀致，也使板⾯受拉，两种应⼒值叠加，当超过混凝⼟抗拉强度时，便会出现横向裂缝。
（2）板⾯四⾓斜裂缝：由于端横肋对纵肋压缩变形的牵制作⽤，使板⾯产⽣空间挠曲，因⽽在四⾓区出现对⾓线⽅向拉应⼒，加上收缩作⽤⽽引起开裂。
（3）预应⼒⼤型屋⾯板端头裂缝：由于放张后，肋端头受到压缩变形，⽽胎膜阻⽌其变形，造成板⾓受拉，横肋端部受剪，因⽽将横肋与纵肋交接处拉裂。
另外，在纵肋端头部位，预应⼒钢筋产⽣的剪应⼒和放松引起的拉应⼒均为最⼤，从⽽因主拉应⼒较⼤引起斜向开裂。
（4）预应⼒吊车梁、桁架、托架等端头沿预应⼒⽅向的纵向⽔平裂缝：构件端部节点尺⼨不够和未配置⾜够的横向钢筋⽹⽚或钢箍，当张拉时，由于垂直预应⼒钢筋⽅向的“劈裂拉应⼒”⽽引起裂缝出现。
此外，混凝⼟振捣不密实，张拉时混凝⼟强度偏低，以及张拉⼒超过规定等，都会引起这类裂缝出现。
（5）拱形屋架上弦裂缝：下弦预应⼒筋张拉应⼒过⼤，屋架向上拱起较多，使上弦受拉⽽在顶部产⽣裂缝。
5. 预防措施
（1）按要求正确使⽤，避免过载。
（2）从设计上进⾏调整，防⽌使⽤时出现过载。
拉张应力形成构造样式平面特征
拉分盆地是 指产生在两 个走滑断层 羽列重叠部 位的拉张区 的盆地。
走滑盆地的特征
1、盆地范围小，平面呈菱形或狭长形； 2、剖面为陡倾的断层围限； 3、盆地内以正断层为主，也有逆断层和花状构造； 4、以张扭性应力为主； 5、地壳薄，具镜像倒影关系； 6、热流值高，有火山活动； 7、沉积物与物源区错位； 8、沉降中心转移，发育冲积扇和三角洲等。
裂陷盆地的构造变换带 一个伸展型断陷盆地往往由 多个由正断层控制的断陷组 成。裂陷盆地中控制各个断 陷地堑或半地堑的主干断层 在平面上的展布有多种样式， 致使断陷盆地也呈现不同的 平面形态，如线型、平行式、 侧列式、雁列式等。
转换带是张扭性斜列式裂陷结构的典 型特征之一，具有分割、过渡一级构 造单元及其内部结构的功能。
转换带的概念是Dahlstrtom, C.D.A (1970)首次提出，C.K.Morley(1990) 提出伸展地区转换带的分类。在伸展 型盆地中，转换带是指为保持区域伸 展应变守恒而产生的伸展变形构造转 接体系。
East African rift system
Offset grabens in Canyonlands National Park, Utah.
走滑盆地
板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走向的滑移 时，在垂直于板块或断块边界的剖面上所表现出来的变形并不造 成地壳的伸长或缩短。这种变形称为走向滑移变形,在走向滑移 变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地.
走滑盆地的类型
1、拉分盆地（pull-apart basin） 2、转换伸展盆地（transtensional basin） 3、转换挤压盆地（transpressional basin）
走滑断层常常呈有规律的斜列。当沿着断层走向观测，一条断层尖灭后另一条断层 出现在其左侧的排列形式称为左阶（步），相反的排列称为右阶（步）。
张拉整体结构 索杆张力结构 教学PPT课件
(5)张拉整体结构最大程度地利用了材料和截面的 特性，可以用尽量少的钢材建造大跨度建筑。
2、张拉整体结构的发展简史：
(1)1921年在莫斯科举行的一个展览会上，拉脱维 亚雕塑家Loganson展示了它在1920年完成的一 个平衡结构：由三根杆和七根索组成，并由第八 根非应力索控制，整个结构是可动的。该模型是 张拉整体体系的“雏形”，还不具有刚度，但这 个平衡结构与早期的三根杆和九根索组成的张拉 整体单元已经很接近了。
a)正四面体
b)正八面体
c)正六面体
复合型张拉整体单元
复合型张拉整体单元也具有对偶性。
3、张拉整体结构形态： 张拉整体单元通过各种组合形成张拉整体结构，但张拉 整体结构却不具备张拉整体单元的一些优秀特性。 Fuller提出了张拉整体体系的具体模型：是多面单层张 拉整体多面体（具有一层索），受限于压杆的拥挤。
形相异，导致了张拉整体定义的混乱。
Motro双层张拉整体网架
Hanaor鉴别了连接三角棱柱的三种不同方法，并通过 棱锥体的短程线子划分，深入研究了DLTG穹顶的几何关 系，形成三角棱锥体构成的DLTG格构。
Hanaor的双层穹顶
第三节 张拉整体结构的特点
1、预应力成形特性：在无预应力情况下结构的刚 度为零，此时体系处于机构状态。对张拉整体结 构中单元施加预应力后结构自身能够平衡，不需 要外力作用就可保持应力不流失。并且结构的刚 度与预应力的大小直接有关，基本呈线性关系。
在对张拉整体的成形及荷载分析过程中，非线性十分显著， 如果按照有限元的解析过程很可能不收敛，得不到有效解。 所以许多学者提出了自己的思路和解决方法：
S.Pellegrino的研究主要集中于采用矩阵向量的空间 理论来研究机构问题。
2、张拉整体结构的发展简史：
(1)1921年在莫斯科举行的一个展览会上，拉脱维 亚雕塑家Loganson展示了它在1920年完成的一 个平衡结构：由三根杆和七根索组成，并由第八 根非应力索控制，整个结构是可动的。该模型是 张拉整体体系的“雏形”，还不具有刚度，但这 个平衡结构与早期的三根杆和九根索组成的张拉 整体单元已经很接近了。
a)正四面体
b)正八面体
c)正六面体
复合型张拉整体单元
复合型张拉整体单元也具有对偶性。
3、张拉整体结构形态： 张拉整体单元通过各种组合形成张拉整体结构，但张拉 整体结构却不具备张拉整体单元的一些优秀特性。 Fuller提出了张拉整体体系的具体模型：是多面单层张 拉整体多面体（具有一层索），受限于压杆的拥挤。
形相异，导致了张拉整体定义的混乱。
Motro双层张拉整体网架
Hanaor鉴别了连接三角棱柱的三种不同方法，并通过 棱锥体的短程线子划分，深入研究了DLTG穹顶的几何关 系，形成三角棱锥体构成的DLTG格构。
Hanaor的双层穹顶
第三节 张拉整体结构的特点
1、预应力成形特性：在无预应力情况下结构的刚 度为零，此时体系处于机构状态。对张拉整体结 构中单元施加预应力后结构自身能够平衡，不需 要外力作用就可保持应力不流失。并且结构的刚 度与预应力的大小直接有关，基本呈线性关系。
在对张拉整体的成形及荷载分析过程中，非线性十分显著， 如果按照有限元的解析过程很可能不收敛，得不到有效解。 所以许多学者提出了自己的思路和解决方法：
S.Pellegrino的研究主要集中于采用矩阵向量的空间 理论来研究机构问题。
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走滑盆地的类型
1、拉分盆地（pull-apart basin） 2、转换伸展盆地（transtensional basin） 3、转换挤压盆地（transpressional basin）
拉分盆地是 指产生在两 个走滑断层 羽列重叠部 位的拉张区 的盆地。
走滑盆地的特征
1、盆地范围小，平面呈菱形或狭长形； 2、剖面为陡倾的断层围限； 3、盆地内以正断层为主，也有逆断层和花状构造； 4、以张扭性应力为主； 5、地壳薄，具镜像倒影关系； 6、热流值高，有火山活动； 7、沉积物与物源区错位； 8、沉降中心转移，发育冲积扇和三角洲等。
的发育 d.发育各种类型转换带
沉积体系的基本格局：沿走向出现多沉积中心，多物源，多相带，多种沉积类型
走滑断层性质和特征
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
走滑作用与走滑断层
由扭应力或剪 应力引起地壳或岩 石圈沿着某些构造 边界或特定的构造 带发生走滑变形的 构造作用，可以称 为走滑作用。主要 的构造作用形式， 包括沿稳定边界的 走滑活动和板块内 部一些大型走滑断 层的走滑活动。
纯剪和非ห้องสมุดไป่ตู้转应变
单剪和旋转应变
冷湖右旋走滑形成雁 行排列张性剪切带
据肖安成，2005
根据走滑断层两盘的相对位移的方向可分为左行和右行。当观察者站在断层的一盘而观 测到另一盘向自己左侧的位移时称为左行或左旋，反之称为右行或右旋。左旋也称为逆 时针旋转，右旋也称为顺时针旋转。
走滑断层常常呈有规律的斜列。当沿着断层走向观测，一条断层尖灭后另一条断层 出现在其左侧的排列形式称为左阶（步），相反的排列称为右阶（步）。
拉张应力形成构造样式平面特征
转换带是张扭性斜列式裂陷结构的典 型特征之一，具有分割、过渡一级构 造单元及其内部结构的功能。
转换带的概念是Dahlstrtom, C.D.A (1970)首次提出，C.K.Morley(1990) 提出伸展地区转换带的分类。在伸展 型盆地中，转换带是指为保持区域伸 展应变守恒而产生的伸展变形构造转 接体系。
East African rift system
Offset grabens in Canyonlands National Park, Utah.
两种作用方式的裂陷模型（K. R. McClay, 2002）
简单剪切
纯剪切
基本结构构造格局 a.雁列或斜列式断裂系 b.地堑、半地堑或复式半地
堑发育 c.发育斜列式地垒、半地垒
走滑作用方式
走滑作用有三种方式，既平行扭动、聚敛扭动（压扭）和离散扭动（张扭）。出现主要 取决于（1）块体间断层线方向的变化；（2）块体相对于断层线活动的变化。
走滑盆地
板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走向的滑移 时，在垂直于板块或断块边界的剖面上所表现出来的变形并不造 成地壳的伸长或缩短。这种变形称为走向滑移变形,在走向滑移 变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地.