
【化】 rigid structure; rigid type construction
"刚性结构"在工程和物理学中指受力时变形量极小、可忽略不计的结构体系,其核心特征是具备高强度抗变形能力。对应的英文术语为"rigid structure",具体释义如下:
刚性结构在荷载作用下保持几何形状稳定,内部节点几乎不产生相对位移。其力学性能由抗弯刚度(Bending Stiffness)主导,计算公式为:
$$
EI
$$
其中 $E$ 为弹性模量,$I$ 为截面惯性矩。该特性使其适用于桥梁墩台、重型机械底座等需绝对形位精度的场景(参考《工程力学》教材,中国建筑工业出版社)。
钢筋混凝土剪力墙、钢结构框架的核心筒等通过高刚度设计抵抗风荷载与地震力,如超高层建筑中的巨型支撑体系(详见美国土木工程师协会ASCE 7-22规范)。
机床床身、航天器支架等采用铸造整体结构或加强筋设计,确保设备运行时的微米级形变控制(依据ISO 230-3:2020机床振动测试标准)。
特性 | 刚性结构 | 柔性结构 |
---|---|---|
变形量 | $Delta approx 0$ | $Delta > L/1000$ |
能量耗散方式 | 弹性恢复 | 阻尼振动 |
典型案例 | 金字塔石砌体 | 悬索桥主缆 |
《英汉土木工程词典》(人民交通出版社)明确定义:
"Rigid structure: A construction system whose deformation under design loads is negligible within allowable tolerance, typically characterized by high section modulus."
(设计荷载下变形量在允许公差内可忽略的结构体系,通常具有高截面模量特性)
此类结构的设计需满足变形协调方程:
$$
mathbf{K}mathbf{u} = mathbf{F}
$$
其中 $mathbf{K}$ 为刚度矩阵,$mathbf{u}$ 为位移向量,$mathbf{F}$ 为荷载向量,方程揭示了刚度与变形的反比关系(源自有限元理论经典著作《Finite Element Procedures》, Bathe K.J.)。
“刚性结构”在不同学科领域中有不同含义,以下是主要解释:
指通过高强度材料(如耐震壁、牢固的梁柱)设计的建筑结构,特点包括:
指有机化合物的物理特性:
描述社会分层现象:
提示:如需具体领域(如抗震设计或社会分层)的扩展资料,可参考来源网页。
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