平面内刚度及平面外刚度

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1、平面内刚度与平面外刚度首先要理解什么是“平面内”和“平面外”。平面内就是指和载荷作用方向一直的方向，平面外就是和载荷作用方向垂直的方向。　　通常所说的楼板平面内的刚度无限大，是指在水平荷载（地震和风等）作用下，在水平面内可以视为刚体，在该平面内的每一点的位移都是相等的，此时它的截面高度可以认为是整个楼的面宽或进深。而平面外方向就是指楼板的结构厚度，结构厚度通常仅仅为十几公分，和整个楼的面宽或进深的十几米或几十米相比起来，就小多了。　　刚性楼板：平面内刚度无限大，平面外刚度为零！即忽略了竖向刚度，因此，要考虑楼面梁的翼缘效应！（《高规》5.2.2）　　弹性楼板6：真实计算面内刚度和面外刚度—

2、—采用壳单元，最符合实际情况，可应用于任何工程；但实际上，在采用本假定时，部分楼面竖向荷载将通过楼面的面外刚度直接传递给竖向构件（柱。墙等），导致梁的弯矩减小，相应的配筋也减小，与实际情况有差别！可应用于板柱结构！　　弹性楼板3：假定无平面内刚度，而平面外刚度是真实的——采用厚板弯曲单元。可应用于厚板转换层结构！　　弹性膜：真实计算平面内刚度，忽略平面外刚度——采用平面应力膜单元计算！可应用于工业厂房结构、体育场馆结构、楼板局部开大洞结构及平面弱连接结构！强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。强度包括材料强度和结构强度两方面。强度问题有狭义和广义两种涵义。狭义的强度问题指

3、各种断裂和塑性变形过大的问题。广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题，有时还包括机械振动问题。强度要求是机械设计的一个基本要求。　　材料强度　指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态，载荷性质、加载速率、温度和介质等。　　按照材料的性质，材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。①脆性材料强度：铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然，几乎没有塑性变形。脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。强度极限有两种：拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限，压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。②塑性材料强度：钦

4、钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形，它在卸载后不能消失，也称残余变形。塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象（应力不变的情况下应变不断增大的现象）时的应力。对于没有屈服现象的塑性材料，取与0.2％的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限，用σ0.2表示。③带裂纹材料的强度：常低于材料的强度极限，计算强度时要考虑材料的断裂韧性（见断裂力学分析）。对于同一种材料，采用不同的热处理制度，则强度越高的断裂韧性越低。　　按照载荷的性质，材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。材料在静载荷下的强度，根据材料的性质，分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。材料受冲击载荷

5、时，屈服极限和强度极限都有所提高（见冲击强度）。材料受循环应力作用时的强度，通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准（见疲劳强度设计）。此外还有接触强度（见接触应力）。　　按照环境条件，材料强度有高温强度和腐蚀强度等。高温强度包括蠕变强度和持久强度。当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度（已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度）时，塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除，因此在载荷不变的情况下，变形不断增长，称为蠕变现象，以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。高温持续载荷下的断裂强度可能低于同一温度下的材料拉伸强度，以材料的持久极限为其计算强度的标准（见持久强度）。此外，还有受环境介

6、质影响的应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳等材料强度问题。　　结构强度　指机械零件和构件的强度。它涉及力学模型简化、应力分析方法、材料强度、强度准则和安全系数。　　按照结构的形状，机械零件和构件的强度问题可简化为杆、杆系、板、壳、块和无限大体等力学模型来研究。不同力学模型的强度问题有不同的力学计算方法。材料力学一般研究杆的强度计算。结构力学分析杆系（桁架、刚架等）的内力和变形。其他形状物体属于弹塑性力学的研究对象。杆是指截面的两个方向尺寸远小于长度尺寸的物体，包括受拉的杆、受压的柱、受弯曲的梁和受扭转的轴。板和壳的特点是厚度远小于另外两个方向的尺寸，平的称为板，曲的称为壳。　　要解决结构强度问题，除应

7、力分析之外，还要考虑材料强度和强度准则，并研究它们之间的关系。如循环应力作用下的零件和构件的疲劳强度，既与材料的疲劳强度有关，又与零件和构件的尺寸大小、应力集中系数和表面状态等因素有关。当循环载荷不规则变化时，还要考虑载荷谱包括载荷顺序的影响。复合应力情形要用强度理论。有宏观裂纹情形要用断裂力学分析。某些零件往往需要同时考虑几种强度准则，加以比较，才能确定最可能出现的失效方式。　　大部分的结构强度问题，通常是先确定结构形