截面彎曲剛度，也稱截面抗彎剛度，鋼筋混凝土構件的截面彎曲剛度確定後，就可以通過材料力學的方法來計算構件在正常使用過程中的撓度和變形。計算混凝土構件的裂縫寬度也用到該值。
基本介紹
- 中文名：截面彎曲剛度
- 外文名：flexural rigidity of section
- 別名：截面抗彎剛度
- 領域：工程技術
簡介,彎曲剛度,抗彎剛度,計算,區別,
簡介
- 材料力學中，對於彈性均質材料，梁的截面彎曲剛度以EI表示，其值為一常數，可由彈性均質材料梁的撓曲線的微分方程可以推導出:
EI=M/(1/r)=M/φ
式中：M—跨中最大彎矩；
r—截面曲率半徑；
φ—截面曲率。
由 EI=M/φ可知，截面彎曲剛度的物理意義是使截面產生單位轉角所需施加的彎矩，它體現了截面抵抗彎曲變形的能力。由於EI為常數，則對於彈性均質材料截面曲率φ與彎矩M成線性正比例關係，同樣撓度f也與彎矩M成正比。
2.對於鋼筋混凝土構件，由於混凝土不是彈性均質材料，且截面通常是帶裂縫工作的，故截面抗彎剛度不為常量。該值的影響因素非常複雜，《混凝土結構設計規範》通過考慮的以下主要因素，由眾多試驗資料回歸分析確定。其影響因素主要有：截面上的彎矩大小，截面有效高度、混凝土強度等級、截面受拉鋼筋的配筋率ρ以及截面的形式,並考慮在荷載長期作用的影響（長期荷載作用下，受拉區混凝土將發生徐變，使受壓區混凝土的應力鬆弛，以及受拉區混凝土與鋼筋間的滑移使受拉區混凝土不斷地退出工作，因而鋼筋的平均應變隨時間而增大，此外，由於縱向受拉鋼筋周圍混凝土的收縮受到鋼筋的抑制，當受壓區縱向鋼筋用量較小時，受壓區混凝土可較自由地產生收縮變形，這些因素均將導致梁長期剛度的降低）。
彎曲剛度
彎曲剛度等於彈性模量E和梁截面關於中性軸的慣性矩I的乘積。
彎曲剛度等於彈性模量E和梁截面關於中性軸的慣性矩I的乘積。換而言之，彎曲剛度就是。根據基礎的梁理論，施加的彎矩與所產生的梁曲率的關係是其中是梁的撓度。在上述文字中的定義中，有時會根據後基於的約定，使用負號表示。
抗彎剛度
是指物體抵抗其彎曲變形的能力。早期用於紡織。抗彎剛度大的織物，懸垂性較差；紗支粗，重量大的織物，懸垂性亦較差，影響因素很多，有纖維的彎曲性能、紗線的結構、還有織物的組織特性及後整理等。抗彎剛度現多用於材料力學和混凝土理論中，其英文名稱為：bending rigidity。以材料的彈性模量與被彎構件橫截面繞其中性軸的慣性矩的乘積來表示材料抵抗彎曲變形的能力。
計算
材料的抗彎剛度計算，實際上就是對材料製成的構件進行變形（即撓度）控制的依據，計算方法的由來，應該是從材料的性能特徵中得到的：
第一個特性決定材料的抗壓強度和抗拉強度，當材料的抗拉強度決定構件的承載力時，因其延伸率很大，而表現出延性破壞特徵，反之即為脆性破壞。如抗彎適筋梁和超筋梁，大小偏心受壓。而抗剪構件，在桁架受力模型中，不存在強度正比關係（抗彎儘管也不是嚴格意義上的正比關係，但基本接近正比），而只是雙線性關係，所以，其適筋時的延性也不如抗彎適筋梁，只就是概念設計中的強剪弱彎的由來；
第二個是材料的離散性較大的特性決定了為了滿足相同的安全度，就需要更大的強度富裕（平均強度與設計強度之比），這一點在七四規範中反應在安全係數K中（抗彎 1.4，抗壓，抗剪是 1.55)，新規範在公式中已經不見，但可從背景材料的統計回歸上找到由來；
第三個特性即材料的蠕變性能是塑性內力重分布的條件之一，正如一位學者所說，合理設計的材料結構能按設計者的意圖調節其內力。帶裂縫工作的構件其塑性鉸不是一點而是一個區域。
第四個特性在結構的概念設計中，有一條很重要，是在罕遇地震時，結構不存在強度的富裕而只有抵抗變形能力的好壞之分，即結構都要進入塑性變形階段（或彈塑性階段）。設計時，讓塑性鉸出現在什麼地方；讓多少構件適量破壞以吸收地震輸入能量，而地震之後又容易修復；那些關鍵構件是最後防線等等，這才是抗震設計的精髓，同樣是抗彎剛度計算方法的由來；
第五個特性是根據這個思路，就不難理解抗震規範中的許多要求了。比如說，短柱有典型的剪下破壞特徵，配箍率和軸壓比直接影響到柱的延性。框支剪力牆結構因變形過於集中而影響到抗震性能，轉換板結構剛度突變最大，在高烈度區儘量少用，這也是抗彎剛度計算方法的由來。
區別
抗彎剛度受外力作用的材料、構件或結構抵抗變形的能力。材料的剛度由使其產生單位變形所需的外力值來量度。各向同性材料的剛度取決於它的彈性模量E和剪下模量G(見胡克定律)。結構的剛度除取決於組成材料的彈性模量外，還同其幾何形狀 、邊界條件等因素以及外力的作用形式有關。分析材料和結構的剛度是工程設計中的一項重要工作。對於一些須嚴格限制變形的結構（如機翼、高精度的裝配件等），須通過剛度分析來控制變形。許多結構（如建築物、機械等）也要通過控制剛度以防止發生振動、顫振或失穩。另外，如彈簧秤、環式測力計等，須通過控制其剛度為某一合理值以確保其特定功能。在結構力學的位移法分析中，為確定結構的變形和應力，通常也要分析其各部分的剛度。
剛度是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。零件的剛度（或稱剛性）常用單位變形所需的力或力矩來表示，剛度的大小取決於零件的幾何形狀和材料種類（即材料的彈性模量）。剛度要求對於某些彈性變形量超過一定數值後，會影響機器工作質量的零件尤為重要，如工具機的主軸、導軌、絲槓等。
