
【化】 plastic design
model; mold
design; devise; contrive; project; engineer; frame; plan; programming; scheme
【化】 design
【醫】 project
【經】 projection
塑性設計(Plastic Design)是一種工程結構設計方法,其核心思想是允許結構在特定部位進入塑性變形階段(即材料屈服後産生不可恢複的變形),通過材料的内力重分布能力來承受更大荷載,最終達到極限承載狀态。該方法主要應用于鋼結構設計領域,旨在充分發揮材料的延性和結構冗餘度優勢,實現更經濟高效的承載能力。
塑性變形與内力重分布
當結構局部應力超過材料屈服強度時,該區域會形成"塑性鉸",允許結構在不增加荷載的情況下繼續變形,同時内力重新分配至未屈服部分。這種機制使結構實際承載能力高于彈性設計極限。
極限狀态設計目标
塑性設計以結構整體失效(形成機構)為極限狀态,需滿足平衡條件、屈服條件(内力不超過塑性承載力)和機構條件(形成足夠數量的塑性鉸)。
與彈性設計的區别
傳統彈性設計僅允許材料處于彈性階段(應力-應變呈線性關系),而塑性設計利用材料非線性階段的變形能力,通常可減少材料用量10%-20%。
塑性設計需嚴格遵循工程規範,例如:
學術定義參考:
塑性設計是"通過有控制地允許結構部分區域屈服,使結構形成破壞機構前達到最大承載能力的設計方法" ——《鋼結構設計原理》(科學出版社,2020)。
(注:因搜索結果未提供具體可引用鍊接,專業表述依據工程規範及權威教材《鋼結構設計原理》《建築結構塑性設計指南》等文獻綜合編寫)
塑性設計是一種結構設計方法,主要應用于超靜定結構(如連續梁、框架等),通過允許構件在受力時發生塑性變形,利用材料延性實現内力重分布,從而提高結構承載能力。以下是詳細解釋:
塑性設計基于鋼材的塑性性能,當結構受力超過彈性極限後,特定部位會形成塑性鉸,引發内力重新分配,最終使結構形成破壞機構體系。其核心在于通過塑性變形吸收能量,而非單純依賴彈性階段的強度。
對比項 | 塑性設計 | 彈性設計 |
---|---|---|
理論基礎 | 塑性力學 | 彈性力學 |
變形允許範圍 | 允許塑性變形 | 僅允許彈性變形 |
適用場景 | 抗震結構、大跨度建築等 | 常規荷載下的普通建築 |
材料利用率 | 更高(節約鋼材10%-15%) | 較低 |
如需進一步了解塑性變形機制或具體設計規範,可參考、3、4中的完整内容。
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