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[請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 4月 22 (週五) 11:17 am
#0 由 LQC

Re: [請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 5月 05 (週四) 1:15 am
#1 由 AjayLin
我們先回到很簡單的物理:當兩個不同的力作用在一個剛體上,不管你要用什麼方法,你有信心找出合力,對吧!力的三要素包括量值、方向、作用點,那個作用點就是xx中心。塑性中心和彈性中心,就是在做這件事。不是好像,不是類似,「就是」!只是現在不是兩個力了,但那是算術的問題,BJ4。
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塑性中心,你貼的東西寫得很清楚,我不夠格評。但我建議把這個model更簡化一些(當然就離事實更遠一些),比較容易理解。
1.騙自己混凝土的應力-應變曲線長得跟鋼筋一樣:有降伏點,而且降伏後一片平坦。這樣,什麼叫塑性應該就很清楚了:鋼筋和混凝土都進入一片平坦區。
2.既然都一片平坦了,那斷面上每一點的應力你都知道了,請你求合力作用點,就是塑性中心。
3.既然都一片平坦了,那應變是否uniform不重要。
4.彎矩:我不太想直接回答,因為那不是上面那種中學物理好解釋的。你的理解中的Po,是與上述合力量值相向,方向相反,作用在同一直線上的力。也就是說上述的合力是你的理解中Po的反作用力;「量值相向,方向相反,作用在同一直線上」不會產生"力偶",你說的彎矩該如何應該很明白了。
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回頭說那英文在寫什麼,它與事實接近多了,也難懂多了。
1.混凝土沒有降伏點,所以先來個0.85fc';混凝土的應力不能多也不能少喔,就是0.85fc'。
2.混凝土沒有一片平坦區,應力又都是0.85fc',應變當然就一樣了。鋼筋與混凝土不產生錯動,鋼筋的應變也只好一樣。這樣整個斷面的應變就uniform。混凝土0.85fc'時應變0.003、鋼筋的降伏應變0.002(是不是?不記得了)所以鋼筋降伏了。
3.用以上條件求合力作用點,就是塑性中心。
4.上述合力是Po的反作用力。
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最後注意,若讓斷面的每一點的應變維持相同的狀況一直加大施壓的話,在斷面達到「塑性」之前與之後,「混凝土應力/鋼筋應力」的比值不同,故合力作用點是會一直跑的。在我的簡化model裡,進入塑性區後這個合力作用點就停在塑性中心;在較近事實版的model裡,合力作用點會一直跑直到斷面破壞為止。你的理解不對,少說了一個斷面在塑性狀態(這樣才知道合力作用點停在哪兒,才知道有無產生力偶)。

Re: [請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 5月 17 (週二) 5:29 pm
#2 由 LQC
 
感謝前輩的回答,反覆推敲後終於理解了該段英文:

當斷面處在均勻的應變下(各處 ε 均相同)

  且混凝土受到 0.85f'c 的應力
  且鋼筋 受到 fy 的應力

此時斷面所對應產生反作用力合力的中心,即為塑性中心
         ↑
         有作用力必有反作用力
         某種東西給斷面施加作用力
         則斷面必給某種東西施加反作用力

簡單來說就是求合力作用點

假如斷面的應變不同,根據斷面保持平面的大前提

遠離中立軸者應變大,靠近中立軸者應變小。而應變小可能非塑性,即仍為彈性,故此時沒有所謂塑性中心

假如以實際情況考慮,混凝土並無降伏點,壓到定點就壞了

所以直到壓壞前塑性中心都會一直移動

至此解答了第一個疑問,謝謝!

 

Re: [請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 10月 23 (週日) 11:33 pm
#3 由 AjayLin
問題2
就是合力作用點嘛,你要的話當然找得到。(接下來可能不是重點)但若非“線”彈性(混凝土就不是線彈性)且又是複合材料(pc或rc就是複合材料),想要整個斷面的應變都相同,那應變改變=>斷面上各材料應力改變量不成比例=>合力中心改變

Re: [請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 10月 23 (週日) 11:40 pm
#4 由 AjayLin
問題3
預力不通過中心就會有“類似彎矩那樣”,預力投影在斷面上的分力若不通過中心就會軸向扭轉。不確定後者是重點。

Re: [請益]RC柱的塑性中心定義,以及彈性中心為何

文章發表於 : 2016 10月 23 (週日) 11:56 pm
#5 由 AjayLin
問題4
我猜你想把事情理解到我們一些物理和數學上的常識相符,所以我想你需要的是:“複合斷面+非線彈性材料+斷面會開裂”,你說的點和軸如果誰告訴你那是不變的,背後都有許多簡化的假設或是其變化在工程上可忽略,不作學術的話不要鑽牛角尖。