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平面内刚度与平面外刚度

首先要理解什么是“平面内”和“平面外”。

平面内就是指和载荷作用方向一直的方向,平面外就是和载荷作用方向垂直的

方向。

通常所说的楼板平面内的刚度无限大,是指在水平荷载(地震和风等)作用下,

在水平面内可以视为刚体,在该平面内的每一点的位移都是相等的,此时它的截面高

度可以认为是整个楼的面宽或进深。而平面外方向就是指楼板的结构厚度,结构厚

度通常仅仅为十几公分,和整个楼的面宽或进深的十几米或几十米相比起来,就小多

了。

刚性楼板:平面内刚度无限大,平面外刚度为零!即忽略了竖向刚度,因此,要考

虑楼面梁的翼缘效应!(《高规》5.2.2)

弹性楼板6:真实计算面内刚度和面外刚度——采用壳单元,最符合实际情况,

可应用于任何工程;但实际上,在采用本假定时,部分楼面竖向荷载将通过楼面的面

外刚度直接传递给竖向构件(柱。墙等),导致梁的弯矩减小,相应的配筋也减小,与

实际情况有差别!可应用于板柱结构!

弹性楼板3:假定无平面内刚度,而平面外刚度是真实的——采用厚板弯曲单

元。可应用于厚板转换层结构!

弹性膜:真实计算平面内刚度,忽略平面外刚度——采用平面应力膜单元计算!

可应用于工业厂房结构、体育场馆结构、楼板局部开大洞结构及平面弱连接结构!

强度定义

1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。强度包括材料强度和结

构强度两方面。强度问题有狭义和广义两种涵义。狭义的强度问题指各种断裂和塑

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性变形过大的问题。广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机

械振动问题。强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。影响因素包括材料

的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介

质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的

强度。①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受

过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强

度极限。②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不

能消失,也称残余变形。塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。材料的屈服极

限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。对

于没有屈服现象的塑性材料,取与0.2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,

用σ0.2表示。③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材

料的断裂韧性(见断裂力学分析)。对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度

越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。材料在静载荷下

的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。材料受

冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。材料受循环应力作用

时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。此外还有

接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。高温强度包括蠕变强度和

持久强度。当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未

变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,

因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限