塑性板与弹性板计算理论的区别
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关于弹性法和塑性法计算板的区别一、两个简单认识:1、塑性变形金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。
通过塑性变形不仅可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品,而且还可以改变金属的组织和性能。
一般使用的金属材料都是多晶体,金属的塑性变形可认为是由晶内变形和晶间变形两部分组成。
2、弹性变形材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
二、五种计算理论:1.线弹性分析方法。
我们结构设计大多数都是按线弹性分析的。
国内外所有设计软件在分析的时候,也都是作线弹性分析。
按弹性理论结构分析方法认为,结构某一截面达到承载力极限状态,结构即达到承载力极限状态。
2.塑性重分布方法。
我国规范和软件中,单向板、梁等,都是此种方法。
这种方法其实只是在线弹性分析结果上的一种内力调整。
结构承载力的可靠度低于按弹性理论设计的结构,结构的变形及塑性绞处的混凝土裂缝宽度随弯矩调整幅度增加而增大。
3.塑性极限方法。
双向板一般按这种方法设计。
但是双向板也可以按弹性分析结果设计,在PMCAD 里可以选择。
按塑性理论结构分析方法认为,结构出现塑性绞后,结构形成几何可变体系,结构即达到承载力极限状态.机构设计从弹性理论过渡到塑性理论使结构承载力极限状态的概念从单一截面发展到整体结构4.非线性分析方法。
有几何非线性和材料非线性分析之分,原理及内容较多,需看相关书籍。
但一般设计很少做非线性分析,只有少数情形需要,如特殊结构特殊作用。
比如罕遇地震分析,p-delta 分析,push 分析等。
5.试验分析方法。
国外对复杂结构一般进行模型试验分析。
国内很少做。
三、规范规定:各种双向板可按弹性进行计算(《混凝土结构设计规范》5.2.7 规定),同时应对支座或节点弯矩进行调幅(5.3.1 条规定的,其实这也是考虑塑性内力充分布);连续单向板宜按塑性计算(《混凝土结构设计规范》5.3.1 条规定),同时尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。
一、弹性和塑性的概念可变形固体在外力作用下将发生变形。
根据变形的特点,固体在受力过程中的力学行为可分为两个明显不同的阶段:当外力小于某一限值(通常称之为弹性极限荷载)时,在引起变形的外力卸除后,固体能完全恢复原来的形状,这种能恢复的变形称为弹性变形,固体只产生弹性变形的阶段称为弹性阶段;当外力一旦超过弹性极限荷载时,这时再卸除荷载,固体也不能恢复原状,其中有一部分不能消失的变形被保留下来,这种保留下来的永久变形就称为塑性变形,这一阶段称为塑性阶段。
根据上述固体受力变形的特点,所谓弹性,就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状的性质;而所谓塑性,则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状的性质。
“弹性(Elastici ty)”和“塑性(Plasticity)”是可变形固体的基本属性,两者的主要区别在于以下两个方面:1)变形是否可恢复.......:弹性变形是可以完全恢复的,即弹性变形过程是一个可逆的过程;塑性变形则是不可恢复的,塑性变形过程是一个不可逆的过程。
2)应力和应变之间是否一一对应.............:在弹性阶段,应力和应变之间存在一一对应的单值函数关系,而且通常还假设是线性关系;在塑性阶段,应力和应变之间通常不存在一一对应的关系,而且是非线性关系(这种非线性称为物理非线性)。
工程中,常把脆性和韧性也作为一对概念来讲,它们之间的区别在于固体破坏时的变形大小,若变形很小就破坏,这种性质称为脆性;能够经受很大变形才破坏的,称为韧性或延性。
通常,脆性固体的塑性变形能力差,而韧性固体的塑性变形能力强。
二、弹塑性力学的研究对象及其简化模型弹塑性力学是固体力学的一个分支学科,它由弹性理论和塑性理论组成。
弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题,塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力学问题。
因此,弹塑性力学就是研究经过抽象化的可变形固体,从弹性阶段到塑性阶段、直至最后破坏的整个过程的力学问题。
弹性楼板与塑性楼板计算实例初始条件,楼板厚度为120mm(26KN/m3),建筑面层为50mm(20KN/m3),该楼板为商店功能,楼板按四边固结计算,l x=4000mm,l y=5000mm,泊松比μ=1/6,混凝土为C30,试分别按弹性板理论和塑性板理论(极限平衡法)计算楼板弯矩及配筋。
一、楼板荷载设计值计算楼板恒载计算:0.12×26+0.05×20=4.12KN/m2楼板活载:根据《工程结构通用规范》表4.2.2条第4项次,商店活载标准值为4.0KN/m2,根据《建筑结构可靠性设计统一标准》8.2.9条γG=1.3,γQ=1.5楼板荷载设计值为1.3×4.12+1.5×4.0=11.356KN/m2判断单、双向板:根据《混凝土结构设计规范》9.1.1条l y/l x=1.25<2为双向板二、弹性板内力计算由《建筑结构静力计算手册》第二版表4-19l x/l y=0.7弯矩系数分别为0.0271,0.0144,-0.0664,-0.0559。
支座弯矩=表中系数×ql2,因为《计算手册》表4-19是采用泊松比为0计算得出的结果,所有对于钢筋混凝土结构泊松比为1/6时,Mx(1/6)=MX+1/6My,My(1/6)=My+1/6Mx。
m KN 16.100.4356.110559.0My ly m KN 06.120.4356.110664.0Mx lx 2020 方向弯矩固定边中点沿方向弯矩固定边中点沿m KN 44.30.4356.110271.0610.4356.110144.0My lym KN 36.50.4356.110144.0610.4356.110271.0Mx lx 2222 方向板中点弯矩平行于方向板中点弯矩平行于三、塑性板内力计算25.1xy64.01222211 ,ξ约为0.0202跨中钢筋在支座处不减少,mKN 67.34356.110202.0ql M 2x 21x 方向板中点弯矩平行于mKN 35.267.364.0M M 12y 方向板中点弯矩平行于m KN 34.767.32M M M 11ⅠⅠx 方向支座弯矩沿mKN 70.435.22M M M 22y 方向支座弯矩沿四、弹性板与塑性板内力表对比计算方法Mx (KN ▪m)My (KN ▪m)M’x (KN ▪m)M’y (KN ▪m)弹性板 5.36 3.44-12.06-10.16塑性板3.672.35-7.34-4.70由上表可知:按塑性理论计算,楼板的弯矩可大幅度减小,塑性板跨中弯矩约为弹性板跨中弯矩的68%,塑性板支座弯矩约为弹性板支座弯矩的60%。
楼板计算的塑性铰线理论原理与运用摘要现浇钢筋混凝土楼板的内力计算有弹性理论与塑性理论两种方法,已制成现成的图表、手册可供查用。
鉴于目前在现浇板的内力计算中,大部分人都采用弹性理论,塑性方法几乎弃置不用,而实际上大量的工程实践证明塑性理论的计算结果既是安全可靠的,又可以比弹性理论节约钢材25%左右。
本文通过对弹、塑性计算理论的分析、比较,以及其实用范围的选择,来说明大量的、一般性的结构构件,均可以按塑性理论计算。
这样的设计指导思想,更符合当前我国基本建设项目多、任务重而建设资金并不充足的国情。
由于经典弹塑性理论中不包含任何材料内尺度参数,无法解释材料在毫米(多孔固体)、微米和亚微米(金属材料)量级时表现出来的尺度相关现象以及在薄膜塑性中出现的包辛格效应。
本文基于连续介质力学框架下的微态弹塑性理论,研究了在毫米量级出现的弹性尺寸效应及在微米、亚微米量级出现的尺寸效应和包辛格效应。
基于微态弹性理论及二阶梯度弹性理论,得到了含约束薄层简单剪切和单轴拉伸以及双材料剪切的解析解,并研究了两种理论之间的内在联系。
微态理论中的耦合因子能扮演罚参数的角色,当其趋近于无穷大时,微态弹性理论退化至二阶梯度理论,但对于单轴拉伸问题,前者并不能在全域内完全退化至后者。
数值计算结果表明基于微态弹性理论开发的有限元格式,可通过选取特定材料参数作为罚因子,用于近似求解二阶梯度理论的复杂边值问题。
边界上施加的高阶边界条件及材料本身的不均匀性都能引起弹性尺寸效应。
基于小应变各向同性硬化的微态弹塑性模型,数值研究了平压头和楔形压头的微压痕问题。
推导了该模型的有限元计算格式,开发了二维平面应变单元,并嵌入有限元程序。
直接将经典塑性流动模型的径向返回算法加以推广,得到适用于该模型本构的应力更新算法。
关键词:现浇钢筋混凝土楼板计算;弹性理论塑性理论;经济比较目录一、钢筋混凝土双向楼板肋梁楼盖设计任务书 (4)1设计题目 (4)2设计目的 (4)3设计内容 (4)4设计资料 (4)γ(由于活荷载标准值可变荷载:楼面均布活荷载标准值6kN/m2,分项系数3.1=Qγ。
弹性法和塑性法计算板的区别集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-弹性法和塑性法计算板的区别两个简单认识:1、塑性变形金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。
通过塑性变形不仅可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品,而且还可以改变金属的组织和性能。
一般使用的金属材料都是多晶体,金属的塑性变形可认为是由晶内变形和晶间变形两部分组成。
2、弹性变形材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
五种计算理论:1.线弹性分析方法。
我们结构设计大多数都是按线弹性分析的。
国内外所有设计软件在分析的时候,也都是作线弹性分析。
按弹性理论结构分析方法认为,结构某一截面达到承载力极限状态,结构即达到承载力极限状态。
2.塑性重分布方法。
我国规范和软件中,单向板、梁等,都是此种方法。
这种方法其实只是在线弹性分析结果上的一种内力调整。
结构承载力的可靠度低于按弹性理论设计的结构,结构的变形及塑性绞处的混凝土裂缝宽度随弯矩调整幅度增加而增大。
3.塑性极限方法。
双向板一般按这种方法设计。
但是双向板也可以按弹性分析结果设计,在PMCAD里可以选择。
按塑性理论结构分析方法认为,结构出现塑性绞后,结构形成几何可变体系,结构即达到承载力极限状态.机构设计从弹性理论过渡到塑性理论使结构承载力极限状态的概念从单一截面发展到整体结构4.非线性分析方法。
有几何非线性和材料非线性分析之分,原理及内容较多,需看相关书籍。
但一般设计很少做非线性分析,只有少数情形需要,如特殊结构特殊作用。
比如罕遇地震分析,p-delta分析,p u s h分析等。
5.试验分析方法。
国外对复杂结构一般进行模型试验分析。
国内很少做。
规范规定:各种双向板可按弹性进行计算(《混凝土结构设计规范》5.2.7规定),同时应对支座或节点弯矩进行调幅(5.3.1条规定的,其实这也是考虑塑性内力充分布);连续单向板宜按塑性计算(《混凝土结构设计规范》5.3.1条规定),同时尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。
建筑结构设计:连续梁、板的弹性理论有哪
些计算方法?
一般对连续梁、连续板的内力计算有两种方法:按弹性理论计算的方法和按塑性理论计算的方法。
弹性理论计算方法是指在进行梁、板内力分析时,假定梁、板为理想的弹性体系,结构荷载与内力、荷载与变形、内力与变形均为线性关系,因此,可以按照结构力学方法进行计算。
由于连续梁、连续板同时承受恒载和活载,恒载的作用力的大小和位置都是固定的,在结构中产生的内力是不变的,而活载的位置是可变的,由第8章的影响线知识可知,当荷载位置不同时,在连续梁中各个位置引起的内力和变形是不同的,因此,有必要找出引起结构某截面不利内力的组合,则结构荷载不利组合主要是研究活荷载的不利布置。
1。
弹性板塑性板计算区别 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】关于弹性法和塑性法计算板的区别两个简单认识:1、塑性变形金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。
通过塑性变形不仅可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品,而且还可以改变金属的组织和性能。
一般使用的金属材料都是多晶体,金属的塑性变形可认为是由晶内变形和晶间变形两部分组成。
2、弹性变形材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
五种计算理论:1.线弹性分析方法。
我们结构设计大多数都是按线弹性分析的。
国内外所有设计软件在分析的时候,也都是作线弹性分析。
按弹性理论结构分析方法认为,结构某一截面达到承载力极限状态,结构即达到承载力极限状态。
2.塑性重分布方法。
我国规范和软件中,单向板、梁等,都是此种方法。
这种方法其实只是在线弹性分析结果上的一种内力调整。
结构承载力的可靠度低于按弹性理论设计的结构,结构的变形及塑性绞处的混凝土裂缝宽度随弯矩调整幅度增加而增大。
3.塑性极限方法。
双向板一般按这种方法设计。
但是双向板也可以按弹性分析结果设计,在PMCAD里可以选择。
按塑性理论结构分析方法认为,结构出现塑性绞后,结构形成几何可变体系,结构即达到承载力极限状态.机构设计从弹性理论过渡到塑性理论使结构承载力极限状态的概念从单一截面发展到整体结构4.非线性分析方法。
有几何非线性和材料非线性分析之分,原理及内容较多,需看相关书籍。
但一般设计很少做非线性分析,只有少数情形需要,如特殊结构特殊作用。
比如罕遇地震分析,p-delta分析,push分析等。
5.试验分析方法。
国外对复杂结构一般进行模型试验分析。
国内很少做。
规范规定:(5.3.1条规定的,其实这也是考虑塑性内力充分布);连续单向板宜按塑性计算(《混凝土结构设计规范》5.3.1条规定),同时尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。
Zz1521.1 结构设计的基本内容及步骤有哪些?试举例说明。
根据结构的概念设计,确定结构材料,结构体系,布置和施工方法;结构分析与设计(其中包括计算简图,内力,变形分析及配筋计算等),结构的构造设计;绘制结构的施工图(其中包括结构布置图,构件末班和配筋图等)1.2 钢筋混凝土梁板结构有几种形式?他们是怎么样划分的?由单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构,由双向板组成的梁板结构称为双向板梁板结构。
当L2/L1<=2时,按双向板设计,2<L2/L1<3时,宜按双向板设计,若按单向板设计时,沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。
1.3荷载在整体式单向板结构的板、次梁和主梁中式如何传递的,为什么?按弹性理论和塑性理论计算式两者的计算简图有何区别?单向板以次梁为支座,次梁以主梁为支座,主梁以柱和墙体为支座,作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁,再由次梁传递给主梁,最后由主梁传递给柱和墙体。
为了减少整体式单向板梁板结构中的跨度,应设置次梁,为了减少次梁的跨度,应设置主梁,为了减小主梁的跨度,应设置柱或墙体;两者计算简图在结构计算跨度处不同。
1.4整体式梁板结构中,欲求结构跨内和支座截面最危险内力时,如何确定活荷载最不利位置?(1)欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时,除恒荷载作用外,应在该跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置活荷载(2)欲求某跨跨内截面最大负弯矩时,除恒荷载作用外,应在该跨不布置活荷载,然后向两侧隔跨布置活荷载(3)欲求结构某支座截面最大负弯矩时,除恒荷载作用外,应在该支座相邻两跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置活荷载(4)欲求结构边支座截面最大剪力,除恒荷载作用外,其活荷载布置与该跨跨内截面最大正弯矩是活荷载布置相同。
欲求结构中间跨支座截面最大剪力时,其活荷载布置和求该支座截面最大负弯矩时活荷载布置相同。
1-5 结构各截面的最大内力值的连线或点的轨迹,即为结构内力包络图。
关于弹性法和塑性法计算板的区别
一、两个简单认识:
1、塑性变形金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。
通过塑性变形不仅可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品,而且还可以改变金属的组织和性能。
一般使用的金属材料都是多晶体,金属的塑性变形可认为是由晶内变形和晶间变形两部分组成。
2、弹性变形材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
二、五种计算理论:
1.线弹性分析方法。
我们结构设计大多数都是按线弹性分析的。
国内外所有设计软件在分析的时候,也都是作线弹性分析。
按弹性理论结构分析方法认为,结构某一截面达到承载力极限状态,结构即达到承载力极限状态。
2.塑性重分布方法。
我国规范和软件中,单向板、梁等,都是此种方法。
这种方法其实只是在线弹性分析结果上的一种内力调整。
结构承载力的可靠度低于按弹性理论设计的结构,结构的变形及塑性绞处的混凝土裂缝宽度随弯矩调整幅度增加而增大。
3.塑性极限方法。
双向板一般按这种方法设计。
但是双向板也可以按
弹性分析结果设计,在PMCAD 里可以选择。
按塑性理论结构分析方法
认为,结构出现塑性绞后,结构形成几何可变体系,结构即达到承载
力极限状态.机构设计从弹性理论过渡到塑性理论使结构承载力极限状态的概念从单一截面发展到整体结构
4.非线性分析方法。
有几何非线性和材料非线性分析之分,原理及内
容较多,需看相关书籍。
但一般设计很少做非线性分析,只有少数情
形需要,如特殊结构特殊作用。
比如罕遇地震分析,p-delta 分析,
push 分析等。
5.试验分析方法。
国外对复杂结构一般进行模型试验分析。
国内很少
做。
三、规范规定:
各种双向板可按弹性进行计算(《混凝土结构设计规范》5.2.7 规定),同时应对支座或节点弯矩进行调幅(5.3.1 条规定的,其实这也是考虑塑性内力充分布);连续单向板宜按塑性计算(《混凝土结构设计规范》5.3.1 条规定),同时尚应满足正常使用极限状态的要求或采取有效的构造措施。
承受均布荷载的周边支承的双向板,可按塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态设计(《混凝土结构设计规范》5.3.2 规定),同时应满足正常使用极限状态的要求。
塑性计算适用条件(CECS51 : 93):对于直接承受动荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于侵蚀环境等情况下的结构,不应采用考虑塑性内力充分布的分析方法。
受力钢筋宜采用HRB335 级、HRB400 级热轧钢筋;混凝土强度等级宜在C20~C45 范围内;截面的相对受压高度ξ 不应超过0.35 也不宜小于0.10(如果截面按计算配有受压钢筋,在计算ξ时可考虑受压钢筋的作用)。
采用冷轧带肋钢筋的混凝土结构不宜考虑内力充分布。
工程应用分析:
弹性理论计算法计算粱、板的内力,实际上是将钢筋混凝土粱、板作为匀质弹性材料梁来考虑的,完全不考虑材料的塑性性质,这在受荷载较小,混凝土开裂的初始阶段是适用的。
随着荷载的增加,由于混凝土受拉区裂缝的出现和开展,受压区混凝土的塑性变形特别是受拉钢筋屈服后的塑性变形,钢筋混凝土连续梁的内力与荷载的关系已不再是线形的,而是非线性的,连续梁的内力发生重分布,这就是通常所称的塑性内力重分布,塑性理论计算方法就是从实际出发,考虑塑性变形内力重分布来计算连续梁的内力。
塑性计算法由于是按构件能出现塑性铰的情况而建立起来的一种计算方法,为了保证结构塑性内力重分布的实现,除研究塑性绞的转动能力外,还必须研究塑性绞的转动幅度,即结构从出现塑性绞开始到最后形成几何可变体系时,塑性绞转动过程的长短,塑性绞的转动幅度与弯矩的调整幅度有关,弯矩调整幅度是指只能弹性理论获得的弯矩绝对值与其塑性绞处塑性弯矩绝对值的相对值。
采用此法设计时,在使用阶段的裂缝和挠度一般较大。
因此,不是在任何情况下都采用塑性计算法。
从理论上说,无论何种算法都是没问题的,但在实际工程中不同的计算方法其钢筋用量相差10%~30%,究竟采用何种计算方法更能切合工程实际,做到安全,经济?
1、一般工业建筑用弹性法,民用建筑用塑性法。
2、通常在下列情况下应按弹性理论计算方法进行设计:
(1)直接承受可动荷载或重复荷载作用的构件。
(2)裂缝控制等级为一级或二级的构件。
(3)采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。
(4)要求有较高安全储备的结构。
在一般梁板结构中的板,次梁多按塑性理论进行设计,而主梁多按弹性理论进行设计。
3、在人防设计中,计算冲击波荷载作用时一般采用塑性计算,不考虑裂缝。
4、住宅建筑,板跨度都比较小,如果采用三级钢,无论弹塑性计算方法,其实计算结果不会相差多大的。
通常还是采用塑性计算。
5、地下室顶板、底板,屋面由于有防水要求,且荷载较大,建议采用弹性理论计算方法。