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。一般是指空間上的最大容量或力學上的最大限度。常見的承載能力有：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。

基本介紹

• 中文名：承載能力
• 示例：卡車的承載能力

定義

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。

分析內容

基本假設

1、均勻連續性假設：假定變形固體內部毫無空隙地充滿物質，且各點處的力學性能都是相同的。

2、各向同性假設：假定變形固體材料內部各個方向的力學性能都是相同的 。

3、彈性小變形條件:在載荷作用下，構件會產生變形。構件的承載能力分析主要研究微小的彈性變形問題，稱為彈性小變形。彈性小變形與構件的原始尺寸相比較是微不足道的，在確定構件內力和計算應力及變形時，均按構件的原始尺寸進行分析計算。

承載能力的基本內容

1、強度：構件抵抗破壞的能力稱為構件的強度。

2、剛度：構件抵抗變形的能力稱為構件的剛度。

3、穩定性：壓桿能夠維持其原有直線平衡狀態的能力稱為壓桿的穩定性。

構件的安全可靠性與經濟性是矛盾的。構件承載能力分析的內容就是在保證構件既安全可靠又經濟的前提下，為構件選擇合適的材料、確定合理的截面形狀和尺寸，提供必要的理論基礎和實用的計算方法。

變形的基本形式

工程實際中的構件種類繁多，根據其幾何形狀，可以簡化為四類：桿、板、殼、塊 。

等直桿在載荷作用下，其基本變形的形式有：

1、軸向拉伸和壓縮變形；

2、剪下變形；

3、扭轉變形；

4、彎曲變形。

兩種或兩種以上的基本變形組合而成的，稱為組合變形。

影響因素

1、基礎形狀的影響：在用極限荷載理論公式計算地基承載力時是按條形基礎考慮的，對於非條形基礎應考慮形狀不同地基承載的影響。

2、荷載傾斜與偏心的影響：在用理論公式計算地基承載力時，均是按中心受荷考慮的，但荷載的傾斜荷偏心對地基承載力是有影響的。

3、覆蓋層抗剪強度的影響：基底以上覆蓋層抗剪強度越高，地基承載力顯然越高，因而基坑開挖的大小和施工回填質量的好壞對地基承載力有影響。

4、地下水的影響：地下水水位上升會降低土的承載力。

5、下臥層的影響：確定地基持力層的承載力設計值，應對下臥層的影響作具體的分析和驗算。

6、此外還有基底傾斜和地面傾斜的影響：地基土壓縮性和試驗底板與實際基礎尺寸比例的影響。相鄰基礎的影響，加荷速率的影響和地基與上部結構共同作用的影響等。