弹性板塑性板计算区别

一、设计任务书1、设计目的和方法通过本设计对所学课程内容加深理解，并利用所学知识解决实际问题；培养学生正确的设计观点、设计方法和一定的计算、设计能力，使我们掌握钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和步骤；培养用图纸和设计计算书表达设计意图的能力，进一步掌握结构施工图的绘制方法。

根据某多层建筑平面图，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构的要求，并考虑支承结构的合理性确定支承梁的结构布置方案。

确定板的厚度和支承梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。

分别按照塑性计算方法和弹性理论计算方法进行板、支承梁的内力和配筋的计算。

2、设计资料(1)结构形式：某多层工业厂房，采用现浇钢筋混凝土结构，平面尺寸l x=3.3m，l y=3.9m。

内外墙厚度均为300mm，设计时只考虑竖向荷载作用，要求完成该钢筋混凝土整体现浇楼盖的设计，其平面如图1.1所示。

楼盖结构平面布置图1.1（2）楼面做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹底。

（3）荷载：永久荷载主要为板、面层以及粉刷层自重，钢筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,楼面均布活荷载q=4kN/m，分项系数R g=1.2，分项系数R q=1.3或1.4。

（4）材料：混凝土强度等级为C25。

采用HRB335钢筋，f y=300N/mm2。

3、设计内容（1）双向板肋梁楼盖结构布置：确定板厚度，对板进行编号，绘制楼盖结构布置图。

（2）双向板设计：1）按弹性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。

2）按塑性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。

（3）支承梁的设计。

4、设计任务（1）设计书一份，包括封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计施工图、参考文献、设计心得、成绩评定表。

（2）图纸。

1）结构平面布置图2）板的配筋图3）支承梁的配筋图5、设计要求施工图要求做到布图合理，图面整洁，按比例作图并符合“建筑制图统一标准”中关于线型、符号、图例等各项规定；图中书写字体一律采用仿宋体；同一张施工图中各截面编号及钢筋编号均不得重复。

塑性力学的基本概念和应用塑性力学是力学学科中的一个重要领域，研究物体在超过其弹性限度之后发生的塑性变形和力学行为。

它在工程领域中有着广泛的应用，可以用于设计和分析各种结构和材料。

本文将介绍塑性力学的基本概念和应用。

一、塑性力学的基本概念塑性力学研究材料在受力过程中的变形行为，重点关注材料的塑性变形和它们与应力应变关系之间的联系。

以下是塑性力学中的几个基本概念：1. 弹性和塑性：在外力作用下，材料会产生变形。

当外力移除后，材料能够完全恢复到其初始形状，这种变形称为弹性变形。

而当外力作用超过了材料的弹性限度时，材料会发生不可逆的塑性变形，导致永久性的形变。

2. 屈服点和屈服应力：材料在受力过程中，当应力达到一定数值时会开始产生塑性变形，此时的应力称为屈服应力。

屈服点是应力-应变曲线上的一个特定点，表示材料开始发生塑性变形的阈值。

3. 工程应力应变和真实应力应变：工程应力指材料在不考虑变形前尺寸的情况下受到的力与单位面积的比值，工程应变指材料在变形前尺寸和力的情况下的应变与原始尺寸比值。

真实应力和真实应变则考虑了材料在受力过程中的变形，分别是力和应变与变形的比值。

二、塑性力学的应用塑性力学在工程领域中有着广泛的应用，以下是其中几个典型的应用。

1. 金属成形加工：塑性力学在金属成形加工中扮演着重要的角色。

通过了解材料的塑性特性和应力应变关系，可以优化金属成形加工的工艺参数，提高材料的形变能力，减小残余应力，提高产品质量。

2. 板结构设计：在板结构的设计中，塑性力学可以用于评估结构的稳定性和承载能力。

通过分析材料的屈服点和塑性变形情况，可以确定合适的结构尺寸和加强措施，以满足结构的强度和刚度要求。

3. 地震工程：塑性力学在地震工程中的应用也很重要。

通过研究材料的塑性行为，可以评估结构在地震荷载下的响应和潜在破坏模式。

这有助于设计出抗震性能良好的建筑和结构，并提供灾害防护措施。

4. 仿真和模拟：在产品设计和工艺优化中，塑性力学可以被应用于数值模拟和仿真。

混凝土板的受弯承载力计算原理一、引言混凝土板是建筑工程中常用的结构构件之一，其承载能力是保证建筑物结构安全的重要参数之一。

混凝土板的受弯承载力计算原理是建筑结构工程设计中的基础知识之一，本文将对混凝土板的受弯承载力计算原理进行详细的介绍。

二、混凝土板的受弯承载力计算原理1. 基本概念混凝土板的受弯承载力是指混凝土板在荷载作用下抵抗弯曲破坏的能力。

在混凝土板的受弯承载力计算中，需要涉及到一些基本概念：（1）截面形状：混凝土板的截面形状有矩形、T形、L形等多种形式。

（2）截面尺寸：截面尺寸是指混凝土板在截面上的宽度和高度。

（3）受力构件：混凝土板在承受荷载作用下，会产生弯曲和剪切力，因此需要对混凝土板的受力构件进行分析。

（4）材料参数：混凝土板的材料参数包括混凝土的强度、钢筋的强度和数量等。

2. 受弯承载力计算方法混凝土板的受弯承载力计算方法主要有弹性理论方法和塑性理论方法。

（1）弹性理论方法弹性理论方法是指在混凝土板受弯时，假设混凝土是线性弹性材料，满足胡克定律，截面内应力分布呈线性分布。

在此基础上，根据受力构件的力学平衡条件和应变兼容条件，推导出混凝土板受弯承载力的计算公式。

弹性理论方法的优点是计算简单，适用范围广，但是其假设的条件过于理想化，与实际情况存在较大差异。

（2）塑性理论方法塑性理论方法是指在混凝土板受弯时，假设混凝土是塑性材料，具有一定的延性，在达到一定应变值时，出现了塑性变形。

在此基础上，根据平衡条件和塑性极限原理，推导出混凝土板受弯承载力的计算公式。

塑性理论方法的优点是考虑了混凝土的非线性特性，计算结果更接近实际情况。

但是其计算过程较为复杂，需要进行大量的计算和分析。

3. 混凝土板受弯承载力计算公式混凝土板受弯承载力的计算公式根据不同的计算方法有所不同，下面分别介绍弹性理论方法和塑性理论方法的计算公式。

（1）弹性理论方法按照弹性理论方法，混凝土板受弯承载力计算公式为：M=0.138f_ckb_h^2其中，M为混凝土板的弯矩，f_ck为混凝土抗压强度，b为混凝土板的宽度，h为混凝土板的高度。

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。

《混凝土板的承载能力计算》在建筑工程中，混凝土板作为一种常见的结构构件，其承载能力的准确计算对于结构的安全性和稳定性至关重要。

混凝土板的承载能力计算涉及多个方面的因素，包括混凝土的强度特性、板的几何形状、荷载的作用方式以及边界条件等。

只有通过科学合理的计算方法，才能确保混凝土板在预期的荷载作用下能够正常工作，满足工程设计的要求。

一、混凝土的强度特性混凝土板的承载能力首先取决于混凝土本身的强度特性。

混凝土是一种由水泥、骨料和水等材料按一定比例混合搅拌而成的复合材料，其强度主要取决于水泥的水化反应和骨料的支撑作用。

常用的混凝土强度等级有 C15、C20、C25、C30 等，强度等级越高，混凝土的抗压强度和抗拉强度也就越大。

在进行混凝土板承载能力计算时，需要根据实际使用的混凝土强度等级，选取相应的强度参数，如混凝土的抗压强度设计值、抗拉强度设计值等。

这些强度参数是通过混凝土的试验和规范规定确定的，具有一定的可靠性和准确性。

二、板的几何形状混凝土板的几何形状也是影响承载能力的重要因素之一。

板的厚度、长度、宽度等几何参数直接决定了板的截面特性和抵抗荷载的能力。

一般来说，板的厚度越大，其承载能力越强。

较厚的板能够承受更大的荷载而不易发生破坏。

然而，板的厚度也受到结构设计和经济性等因素的限制，需要在满足承载能力要求的前提下，合理选择板的厚度。

板的长度和宽度也会影响其承载能力。

较长的板在荷载作用下容易产生弯曲变形，而较宽的板则能够提供更好的横向支撑，增强板的整体稳定性。

在设计混凝土板时，需要根据具体的结构要求和荷载情况，合理确定板的几何形状和尺寸。

三、荷载的作用方式混凝土板所承受的荷载包括恒载和活载。

恒载主要指结构自身的重量，如板的自重、梁的自重等；活载则是指在使用过程中施加在板上的各种可变荷载，如人员荷载、车辆荷载、设备荷载等。

荷载的作用方式也会对混凝土板的承载能力产生影响。

常见的荷载作用方式有均布荷载和集中荷载。

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。

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：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。