
【化】 rigid structure; rigid type construction
"剛性結構"在工程和物理學中指受力時變形量極小、可忽略不計的結構體系,其核心特征是具備高強度抗變形能力。對應的英文術語為"rigid structure",具體釋義如下:
剛性結構在荷載作用下保持幾何形狀穩定,内部節點幾乎不産生相對位移。其力學性能由抗彎剛度(Bending Stiffness)主導,計算公式為:
$$
EI
$$
其中 $E$ 為彈性模量,$I$ 為截面慣性矩。該特性使其適用于橋梁墩台、重型機械底座等需絕對形位精度的場景(參考《工程力學》教材,中國建築工業出版社)。
鋼筋混凝土剪力牆、鋼結構框架的核心筒等通過高剛度設計抵抗風荷載與地震力,如超高層建築中的巨型支撐體系(詳見美國土木工程師協會ASCE 7-22規範)。
機床床身、航天器支架等采用鑄造整體結構或加強筋設計,确保設備運行時的微米級形變控制(依據ISO 230-3:2020機床振動測試标準)。
特性 | 剛性結構 | 柔性結構 |
---|---|---|
變形量 | $Delta approx 0$ | $Delta > L/1000$ |
能量耗散方式 | 彈性恢複 | 阻尼振動 |
典型案例 | 金字塔石砌體 | 懸索橋主纜 |
《英漢土木工程詞典》(人民交通出版社)明确定義:
"Rigid structure: A construction system whose deformation under design loads is negligible within allowable tolerance, typically characterized by high section modulus."
(設計荷載下變形量在允許公差内可忽略的結構體系,通常具有高截面模量特性)
此類結構的設計需滿足變形協調方程:
$$
mathbf{K}mathbf{u} = mathbf{F}
$$
其中 $mathbf{K}$ 為剛度矩陣,$mathbf{u}$ 為位移向量,$mathbf{F}$ 為荷載向量,方程揭示了剛度與變形的反比關系(源自有限元理論經典著作《Finite Element Procedures》, Bathe K.J.)。
“剛性結構”在不同學科領域中有不同含義,以下是主要解釋:
指通過高強度材料(如耐震壁、牢固的梁柱)設計的建築結構,特點包括:
指有機化合物的物理特性:
描述社會分層現象:
提示:如需具體領域(如抗震設計或社會分層)的擴展資料,可參考來源網頁。
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