關(guān)于彈性法和塑性法計(jì)算板的區(qū)別

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 關(guān)于彈性法和塑性法計(jì)算板的區(qū)別
兩個(gè)簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)：
1、塑性變形 金屬零件在外力作用下產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形。通過塑性變形不僅可以把金屬材料加工成所需要的各種形狀和尺寸的制品，而且還可以改變金屬的組織和性能。一般使用的金屬材料都是多晶體，金屬的塑性變形可認(rèn)為是由晶內(nèi)變形和晶間變形兩部分組成。
2、彈性變形 材料在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生變形或者尺寸的變化，而且能夠恢復(fù)的變形叫做彈性變形。
五種計(jì)算理論：
1.線彈性分析方法。我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多數(shù)都是按線彈性分析的。國(guó)內(nèi)外所有設(shè)計(jì)軟件在分析的時(shí)候，也都是作線彈性分析。按彈性理論結(jié)構(gòu)分析方法認(rèn)為，結(jié)構(gòu)某一截面達(dá)到承載力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)即達(dá)到承載力極限狀態(tài)。
2.塑性重分布方法。我國(guó)規(guī)范和軟件中，單向板、梁等，都是此種方法。這種方法其實(shí)只是在線彈性分析結(jié)果上的一種內(nèi)力調(diào)整。結(jié)構(gòu)承載力的可靠度低于按彈性理論設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的變形及塑性絞處的混凝土裂縫寬度隨彎矩調(diào)整幅度增加而增大。
3.塑性極限方法。雙向板一般按這種方法設(shè)計(jì)。但是雙向板也可以按
彈性分析結(jié)果設(shè)計(jì)，在PMCAD 里可以選擇。按塑性理論結(jié)構(gòu)分析方法
認(rèn)為，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性絞后，結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系，結(jié)構(gòu)即達(dá)到承載
力極限狀態(tài)．機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從彈性理論過渡到塑性理論使結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)的概念從單一截面發(fā)展到整體結(jié)構(gòu)
4.非線性分析方法。有幾何非線性和材料非線性分析之分，原理及內(nèi)
容較多，需看相關(guān)書籍。但一般設(shè)計(jì)很少做非線性分析，只有少數(shù)情
形需要，如特殊結(jié)構(gòu)特殊作用。比如罕遇地震分析，p-delta 分析，
push 分析等。
5.試驗(yàn)分析方法。國(guó)外對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一般進(jìn)行模型試驗(yàn)分析。國(guó)內(nèi)很少
做。
規(guī)范規(guī)定：
各種雙向板可按彈性進(jìn)行計(jì)算（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.7 規(guī)定），同時(shí)應(yīng)對(duì)支座或節(jié)點(diǎn)彎矩進(jìn)行調(diào)幅（5.3.1 條規(guī)定的，其實(shí)這也是考慮塑性內(nèi)力充分布）；
連續(xù)單向板宜按塑性計(jì)算（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.1 條規(guī)定），同時(shí)尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效的構(gòu)造措施。
承受均布荷載的周邊支承的雙向板，可按塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.2 規(guī)定），同時(shí)應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。
塑性計(jì)算適用條件（CECS51 : 93）：對(duì)于直接承受動(dòng)荷載的構(gòu)件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力充分布的分析方法。受力鋼筋宜采用HRB335 級(jí)、HRB400 級(jí)熱軋鋼筋；混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜在C20～C45 范圍內(nèi)；截面的相對(duì)受壓高度ξ 不應(yīng)超過0.35 也不宜小于0.10（如果截面按計(jì)算配有受壓鋼筋，在計(jì)算ξ時(shí)可考慮受壓鋼筋的作用）。采用冷軋帶肋鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)不宜考慮內(nèi)力充分布。
工程應(yīng)用分析：
彈性理論計(jì)算法計(jì)算粱、板的內(nèi)力，實(shí)際上是將鋼筋混凝土粱、板作為勻質(zhì)彈性材料梁來考慮的，完全不考慮材料的塑性性質(zhì)，這在受荷載較小，混凝土開裂的初始階段是適用的。隨著荷載的增加，由于混凝土受拉區(qū)裂縫的出現(xiàn)和開展，受壓區(qū)混凝土的塑性變形特別是受拉鋼筋屈服后的塑性變形，鋼筋混凝土連續(xù)梁的內(nèi)力與荷載的關(guān)系已不再是線形的，而是非線性的，連續(xù)梁的內(nèi)力發(fā)生重分布，這就是通常所稱的塑性內(nèi)力重分布，塑性理論計(jì)算方法就是從實(shí)際出發(fā)，考慮塑性變形內(nèi)力重分布來計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力。塑性計(jì)算法由于是按構(gòu)件能出現(xiàn)塑性鉸的情況而建立起來的一種計(jì)算方法，為了保證結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的實(shí)現(xiàn)，除研究塑性絞的轉(zhuǎn)動(dòng)能力外，還必須研究塑性絞的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，即結(jié)構(gòu)從出現(xiàn)塑性絞開始到最后形成幾何可變體系時(shí)，塑性絞轉(zhuǎn)動(dòng)過程的長(zhǎng)短，塑性絞的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度與彎矩的調(diào)整幅度有關(guān)，彎矩調(diào)整幅度是指只能彈性理論獲得的彎矩絕對(duì)值與其塑性絞處塑性彎矩絕對(duì)值的相對(duì)值。采用此法設(shè)計(jì)時(shí)，在使用階段的裂縫和撓度一般較大。因此，不是在任何情況下都采用塑性計(jì)算法。
從理論上說，無論何種算法都是沒問題的，但在實(shí)際工程中不同的計(jì)算方法其鋼筋用量相差10%~30%，究竟采用何種計(jì)算方法更能切合工程實(shí)際，做到安全，經(jīng)濟(jì)？
1、 一般工業(yè)建筑用彈性法，民用建筑用塑性法。
2、 通常在下列情況下應(yīng)按彈性理論計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：
(1)直接承受可動(dòng)荷載或重復(fù)荷載作用的構(gòu)件。
(2)裂縫控制等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)的構(gòu)件。
(3)采用無明顯屈服臺(tái)階鋼材配筋的構(gòu)件。
(4)要求有較高安全儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu)。在一般梁板結(jié)構(gòu)中的板，次梁多按塑性理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，而主梁多按彈性理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3、 在人防設(shè)計(jì)中,計(jì)算沖擊波荷載作用時(shí)一般采用塑性計(jì)算,不考慮裂縫。
4、 住宅建筑，板跨度都比較小，如果采用三級(jí)鋼，無論彈塑性計(jì)算方法，其實(shí)計(jì)算結(jié)果不會(huì)相差多大的。通常還是采用塑性計(jì)算。
5、 地下室頂板、底板，屋面由于有防水要求，且荷載較大，建議采用彈性理論計(jì)算方法。
                         板的彈性、塑性計(jì)算理論[原]
彈性計(jì)算：是根據(jù)彈性薄板小撓度理論的假定進(jìn)行的。一般通過調(diào)幅來考慮塑性內(nèi)力重分布，屬于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論。
塑性計(jì)算：假定板為四邊支承的正交異性板，板在極限荷載作用下發(fā)生破壞，在板底或板面的裂縫形成塑性鉸線體系且鉸線沿板的周邊、在四角及板中部把整塊板劃分成四塊梯形或三角形的小節(jié)板，采用極限平衡法進(jìn)行板的內(nèi)力分析。
各種雙向板可按彈性進(jìn)行計(jì)算（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3規(guī)定），同時(shí)應(yīng)對(duì)支座或節(jié)點(diǎn)彎矩進(jìn)行調(diào)幅（5.4.1條規(guī)定的，其實(shí)這也是考慮塑性內(nèi)力充分布）；
連續(xù)單向板宜按塑性計(jì)算（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.4條規(guī)定），同時(shí)尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效的構(gòu)造措施。
承受均布荷載的周邊支承的雙向板，可按塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.2規(guī)定），同時(shí)應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。
塑性計(jì)算適用條件（CECS51 : 93）：對(duì)于直接承受動(dòng)荷載的構(gòu)件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力充分布的分析方法。受力鋼筋宜采用HRB335級(jí)、HRB400級(jí)熱軋鋼筋；混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜在C20～C45范圍內(nèi)；截面的相對(duì)受壓高度ξ不應(yīng)超過0.35也不宜小于0.10（如果截面按計(jì)算配有受壓鋼筋，在計(jì)算ξ時(shí)可考慮受壓鋼筋的作用）。采用冷軋帶肋鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)不宜考慮內(nèi)力充分布。
1.彈性理論計(jì)算法計(jì)算粱、板的內(nèi)力，實(shí)際上是將鋼筋混凝土粱、板作為勻質(zhì)彈性材料梁來考慮的，完全不考慮材料的塑性性質(zhì)，這在受荷載較小，混凝土開裂的初始階段是適用的隨著何載的增加，由于混凝土受拉區(qū)裂縫的出現(xiàn)和開展，受壓區(qū)混凝土的塑性變形特別是受拉鋼筋屈服后的塑性變形，鋼筋混凝土連續(xù)梁的內(nèi)力與何載的關(guān)系已不再是線形的，而是非線性的，連續(xù)梁的內(nèi)力發(fā)生重分布，這就是通常所稱的塑性內(nèi)力重分布，塑性理論計(jì)算方法就是從實(shí)際出發(fā)，考慮塑性變形內(nèi)力重分布來計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力.
2．塑性理論計(jì)算法的適用范圍 塑性計(jì)算法由于是按構(gòu)件能出瑰塑性鉸的情況而建立起來的一種計(jì)算方法，采用此法設(shè)計(jì)時(shí)，在使用階段的裂縫和撓度一般較大。因此，不是在任何情況下都采用塑性計(jì)算法。通常在下列情況下應(yīng)按彈性理論計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：
(1)直接承受可動(dòng)荷載或重復(fù)荷載作用的構(gòu)件。
(2)裂縫控制等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)的構(gòu)件。
(3)采用無明顯屈服臺(tái)階鋼材配筋的構(gòu)件。
(4)要求有較高安全儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu)。
樓盞中的連續(xù)板和次梁，無特殊要求，一般常采用塑性計(jì)算。但主粱是樓蓋中的重要構(gòu)件，為了使其具有較大的承載力儲(chǔ)備，一般不考慮塑性內(nèi)力重分布．而仍按彈性計(jì)算法計(jì)算。