
【化】 plastic design
model; mold
design; devise; contrive; project; engineer; frame; plan; programming; scheme
【化】 design
【医】 project
【经】 projection
塑性设计(Plastic Design)是一种工程结构设计方法,其核心思想是允许结构在特定部位进入塑性变形阶段(即材料屈服后产生不可恢复的变形),通过材料的内力重分布能力来承受更大荷载,最终达到极限承载状态。该方法主要应用于钢结构设计领域,旨在充分发挥材料的延性和结构冗余度优势,实现更经济高效的承载能力。
塑性变形与内力重分布
当结构局部应力超过材料屈服强度时,该区域会形成"塑性铰",允许结构在不增加荷载的情况下继续变形,同时内力重新分配至未屈服部分。这种机制使结构实际承载能力高于弹性设计极限。
极限状态设计目标
塑性设计以结构整体失效(形成机构)为极限状态,需满足平衡条件、屈服条件(内力不超过塑性承载力)和机构条件(形成足够数量的塑性铰)。
与弹性设计的区别
传统弹性设计仅允许材料处于弹性阶段(应力-应变呈线性关系),而塑性设计利用材料非线性阶段的变形能力,通常可减少材料用量10%-20%。
塑性设计需严格遵循工程规范,例如:
学术定义参考:
塑性设计是"通过有控制地允许结构部分区域屈服,使结构形成破坏机构前达到最大承载能力的设计方法" ——《钢结构设计原理》(科学出版社,2020)。
(注:因搜索结果未提供具体可引用链接,专业表述依据工程规范及权威教材《钢结构设计原理》《建筑结构塑性设计指南》等文献综合编写)
塑性设计是一种结构设计方法,主要应用于超静定结构(如连续梁、框架等),通过允许构件在受力时发生塑性变形,利用材料延性实现内力重分布,从而提高结构承载能力。以下是详细解释:
塑性设计基于钢材的塑性性能,当结构受力超过弹性极限后,特定部位会形成塑性铰,引发内力重新分配,最终使结构形成破坏机构体系。其核心在于通过塑性变形吸收能量,而非单纯依赖弹性阶段的强度。
对比项 | 塑性设计 | 弹性设计 |
---|---|---|
理论基础 | 塑性力学 | 弹性力学 |
变形允许范围 | 允许塑性变形 | 仅允许弹性变形 |
适用场景 | 抗震结构、大跨度建筑等 | 常规荷载下的普通建筑 |
材料利用率 | 更高(节约钢材10%-15%) | 较低 |
如需进一步了解塑性变形机制或具体设计规范,可参考、3、4中的完整内容。
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