承載能力

承載能力

承載能力是關於力-材料或力-結構關係的一個概念。當力作用於結構或者構件的外部時,按照一定的傳遞或變換邏輯,會使材料或結構內部出現應力,或應變。承載能力字面原指某一事物“承”與“載”的能力。對於微觀材料而言,其物理特性決定了其所能承受的力(即應力)是有一定的限度的,這個度稱為材料的強度,超出這個強度,材料會發生破壞;另一方面,對於結構而言,由於應力的效應,會使內部結構單元發生相應的應變,這些應變按結構而系統化為結構各坐標處的變形,同樣,結構變形也有個限度,這個度稱為剛度,超出這個剛度,結構會背離預期要求;再有,當結構的變形超過一定範圍時,會使結構總體幾何構造及承載體系發生不可逆轉的變化,這是一種複合型變化,既有變形方面的,也有應力方面的,這個限度統一用穩定性來表述。

承載能力的定義

承載能力是關於力-材料或力-結構關係的一個概念。當力作用於結構或者構件的外部時,按照一定的傳遞或變換邏輯,會使材料或

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結構內部出現應力,或應變。對於微觀材料而言,其物理特性決定了其所能承受的力(即應力)是有一定的限度的,這個度稱為材料的強度,超出這個強度,材料會發生破壞;另一方面,對於結構而言,由於應力的效應,會使內部結構單元發生相應的應變,這些應變按結構而系統化為結構各坐標處的變形,同樣,結構變形也有個限度,這個度稱為剛度,超出這個剛度,結構會背離預期要求;再有,當結構的變形超過一定範圍時,會使結構總體幾何構造及承載體系發生不可逆轉的變化,這是一種複合型變化,既有變形方面的,也有應力方面的,這個限度統一用穩定性來表述。

對承載能力的理解

在材料力學裡,對應於材料強度、材料或構件剛度、構件穩定性的相應結構負荷統稱為構件的承載能力,但在實際理解中,要注意以下幾點:

1、強度概念針對微觀材料單元而言,剛度概念即可針對微觀材料而言(單元或者微觀剛度),也可以適用於巨觀結構,而穩定性則針對巨觀承載結構而言。

2、承載能力是構件內在材質結構與外在載荷的統一。外在的載荷,通過構件的結構化方式,分配到微觀材料單元,表現為應力及應變;同樣,微觀的強度、應變或剛度在外力作用下,通過結構的系統化邏輯,統一表現為巨觀的結構的形變及承載能力,即結構的強度、剛度及穩定性。

3、正是由於微觀的材料強度-應變特徵通過結構化而統一表現為結構的強度、剛度及穩定性,所以在材料力學中才將強度、剛度、穩定性統稱為(結構或構件的)承載能力。

4、對應於同一結構或構件,其承載能力是強度、剛度及穩定性的綜合統一。

釋義

承載能力字面原指某一事物“承”與“載”的能力。一般是指空間上的最大容量或力學上的最大限度。後擴展至各種事物,單元或系統、微觀及巨觀的各種能力上限。可涵蓋交換能力、吞吐能力、處理能力、對破壞的防護能力等。

示例

卡車的承載能力、支柱的承載能力、交換機的承載能力、網站的承載能力、電源的承載能力、隔熱層的承載能力

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