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刚度参数γ的公式,刚度计算公式结构力学

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谁知道刚度计算公式的?

刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的一个象征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。在宏观弹性范围内,刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度,即单位力引起的位移。刚度可分为静刚度和动刚度。

一个机构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形(弯曲、拉伸、压缩等)的能力。计算公式:k=P/δ

P是作用于机构的恒力,δ是由于力而产生的形变。

刚度的国际单位是牛顿每米(N/m)。

抗弯刚度公式,求刚度的计算公式?是K=EI吗

一、刚度的计算公式是K=EI;

1、抗弯强度=弹性模量x截面惯性矩。

2、是指物体抵抗其弯曲变形的能力。

3、抗弯刚度现多用于材料力学和混凝土理论中。以材料的弹性模量与被弯构件横截面绕其中性轴的惯性矩的乘积来表示材料抵抗弯曲变形的能力。刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。

扩展资料:

一、材料的抗弯刚度计算,实际上就是对材料制成的构件进行变形(即挠度)控制的依据,计算方法的由来,应该是从材料的性能特征中得到的:

1、第一个特性决定材料的抗压强度和抗拉强度,当材料的抗拉强度决定构件的承载力时,因其延伸率很大,而表现出延性破坏特征,反之即为脆性破坏。如抗弯适筋梁和超筋梁,大小偏心受压。

2、第二个是材料的离散性较大的特性决定了为了满足相同的安全度,就需要更大的强度富裕(平均强度与设计强度之比),这一点在七四规范中反应在安全系数K中(抗弯 1.4,抗压,抗剪是 1.55),新规范在公式中已经不见,但可从背景材料的统计回归上找到由来;

3、第三个特性即材料的蠕变性能是塑性内力重分布的条件之一,正如一位学者所说,合理设计的材料结构能按设计者的意图调节其内力。带裂缝工作的构件其塑性铰不是一点而是一个区域。

4、第四个特性在结构的概念设计中,有一条很重要,是在罕遇地震时,结构不存在强度的富裕而只有抵抗变形能力的好坏之分,即结构都要进入塑性变形阶段(或弹塑性阶段)。设计时,让塑性铰出现在什么地方;让多少构件适量破坏以吸收地震输入能量,而地震之后又容易修复;

5、第五个特性是根据这个思路,就不难理解抗震规范中的许多要求了。比如说,短柱有典型的剪切破坏特征,配箍率和轴压比直接影响到柱的延性。框支剪力墙结构因变形过于集中而影响到抗震性能,转换板结构刚度突变最大,在高烈度区尽量少用,这也是抗弯刚度计算方法的由来。

二、式中:

1、E是弹性模量,即产生单位应变时所需的应力,不同材料弹性模量不同,可以从材料手册上查得

2、I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩,各常规型钢惯性矩也可以从材料手册上查得,《石油化工设备设计便查手册》中也可查到。

三、刚度计算公式:

1、一个结构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。

2、计算公式:k=P/δ

3、P是作用于结构的恒力,δ是由于力而产生的形变。刚度的国际单位是牛顿每米(N/m)。

参考资料:百度百科-抗弯刚度

参考资料:百度百科-刚度

刚度和力的关系公式

刚度和力的关系公式是k=P/δ。

一个结构的刚度(k)作为指弹性体抵抗变形拉伸的能力。P作为作用于结构的恒力,δ作为由于力而产生的形变。刚度的国际单位是牛顿每米(N/m)。通过分析物体各部分的刚度,可以确定物体内部的应力和应变分布,这成为固体力学的基本研究方法之一。

刚度系数

刚度系数用以描述材料在外力作用下弹性变形形态的基本物理量。表达式为EA/L,其中E—杆件的弹性模量,A—杆件截面面积,L—杆件的长度。

在自然界,动物和植物都需要有足够的刚度以维持其外形。在工程上,有些机械、桥梁、建筑物、飞行器和舰船就因为结构刚度不够而出现失稳,或在流场中发生颤振等灾难性事故。

以上资料参考:百度百科- 刚度

刚度计算公式 刚度计算公式简述

1. 刚度单位(n/m)指弹簧的刚度,即弹簧的弹性系数,f=kx, f为弹簧的工作拉伸(压缩)力,X为拉伸(压缩)延伸(或压缩)的长度;弹簧刚度。

2. EI表示构件的抗弯刚度,单位为单位乘以E和I的单位,如E的单位为n/mm2, I的单位(如b*h^3/12)为MM4 -抗弯刚度单位为n.mm2。没有问题。长度单位为m,弯曲刚度为n.m2。

层刚度计算的三种计算方法?层刚度比的含义是什么?

(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用

⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。

⑵计算公式:Ki=Vi/Δui

⑶应用范围:

①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。

②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。

(二)剪切刚度的理解与应用

⑴规范要求:

①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。

②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。

⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。

⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。

(三)剪弯刚度的理解与应用

⑴规范要求:

①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。

②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。

⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算

⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。

(四)《上海规程》对刚度比的规定

《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:

⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。

⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。

(五)工程算例:

⑴工程概况:某工程为框支剪力墙结构,共27层(包括二层地下室),第六层为框支转换层。结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示(图略)。该工程的地震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.3g.

⑵1~13层X向刚度比的计算结果:

由于列表困难,下面每行数字的意义如下:以“/”分开三种刚度的计算方法,第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法,第二段为剪切刚度,第三段为剪弯刚度。具体数据依次为:层号,RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层。

其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度(应乘以10的7次方);Ratx1为本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均刚度80%的比值中的较小者。具体数据如下:

1,7.8225,2.3367,否/13.204,1.6408,否/11.694,1.9251,否

2,4.7283,3.9602,否/11.444,1.5127,否/8.6776,1.6336,否

3,1.7251,1.6527,否/9.0995,1.2496,否/6.0967,1.2598,否

4,1.3407,1.2595,否/9.6348,1.0726,否/6.9007,1.1557,否

5,1.2304,1.2556,否/9.6348,0.9018,是/6.9221,0.9716,是

6,1.3433,1.3534,否/8.0373,0.6439,是/4.3251,0.4951,是

7,1.4179,2.2177,否/16.014,1.3146,否/11.145,1.3066,否

8,0.9138,1.9275,否/16.014,1.3542,否/11.247.1.3559,否

9,0.6770,1.7992,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

10,0.5375,1.7193,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

11,0.4466,1.6676,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

12,0.3812,1.6107,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否13,0.3310,1.5464,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

注1:SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”;

注2:在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号;

注3:本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程,对结构方案的合理性不做讨论。

⑶计算结果分析

①按不同方法计算刚度比,其薄弱层的判断结果不同。

②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号。指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断。

③当转换层设置在3层及3层以上时,《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。这一项SATWE软件并没有直接输出结果,需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算。例如本工程计算结果如下:

1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%60%

满足规范要求。

④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断:

a)采用地震剪力与地震层间位移比

=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2

地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端

b)采用剪切刚度比

=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2

地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端

⑤SATWE软件计算剪弯刚度时,H1的取值范围包括地下室的高度,H2则取等于小于H1的高度。这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说,或者将地下室去掉,重新计算剪弯刚度,或者根据程序输出的剪弯刚度,人工计算刚度比。以本工程为例,H1从0.00算起,采用刚度串模型,计算结果如下:

转换层所在层号为6层(含地下室),转换层下部起止层号为3~6,H1=21.9m,转换层上部起止层号为7~13,H2=21.0m.

K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107

K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107

Δ1=1/K1 ; Δ2=1/K2

则剪弯刚度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933

(六)关于三种刚度比性质的探讨

⑴地震剪力与地震层间位移比:是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移,还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。

⑵剪切刚度:其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比,其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响。

⑶剪弯刚度:实际上就是单位力作用下的层间位移角,其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响,但没有考虑上下层对本层的约束。

三种刚度的性质完全不同,它们之间并没有什么必然的联系,也正因为如此,规范赋予了它们不同的适用范围。

频率和刚度的公式

频率公式:用符号f表示,f=1/T;刚度计算公式k=P/δ,P是作用于结构的恒力,δ是由于力而产生的形变。