最小剛度原則

最小剛度原則是指在簡支梁全跨長范圍內(nèi)，可都按彎矩最大處的截面彎曲剛度，亦即按最小的截面彎曲剛度用材料力學中不考慮剪切變形影響的公式來計算撓度。

當構件上存在正、負彎矩時，可分別取同號彎矩區(qū)段內(nèi)|Mmax|處截面的最小剛度計算撓度。

實驗分析，一方面按Bmin計算的撓度值偏大，另一方面不考慮剪切變形影響，結果偏小。2100433B

如果動作用力變化很慢，即動作用力變化的頻率遠小于結構的固有頻率時，可以認為動剛度和靜剛度基本相同。否則，動作用力的頻率遠大于結構的固有頻率時，結構則不容易變形，即變形較小，此時結構的動剛度相對激擾較大。

但動作用力的頻率與結構的固有頻率相近時，有可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象，此時動剛度最小，變形最大。

因此，動剛度是衡量結構抵抗預定動態(tài)激擾能力的特性。

特別地，對于橡膠等粘彈性體減振元件，其動剛度是描述減振性能的關鍵指標。這時往往使用復數(shù)形式的動剛度。在此情況下，復數(shù)動剛度等于復數(shù)力（頻率的函數(shù)）與復數(shù)的位移（頻率的函數(shù)）的比值。該復數(shù)動剛度的實部即靜剛度（頻率為0時的動剛度），虛部體現(xiàn)了阻尼效應。虛部除以實部的商的反正切稱為損失角（loss angle）。2100433B

材料剛度

材料剛度　符號：E　E=σ /ε　式中σ——在彈性變形范圍內(nèi)的應力（MPa）　ε——在應力作用下產(chǎn)生的應變，即相對變形量（Δl/l。），無量綱。　材料剛度簡稱剛度，即材料力學中的彈性模量。從公式中可看出它的物理意義是指金屬材料產(chǎn)生單位彈性的相對變形所需的應力。它是表征材料抵抗彈性變形能力的力學性能指標。2100433B

環(huán)剛度是塑料埋地排水管抗外壓負載能力的綜合參數(shù)，顯然，為了保證塑料埋地排水管在外壓負載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設計中的關鍵之一。如果管材的環(huán)剛度太小，管材可能發(fā)生過大變形或出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)破壞。反之，如果環(huán)剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過高。

常常有用戶詢問能不能根據(jù)埋深等外壓負載情況用一個簡單方法選擇環(huán)剛度，回答是不能。原因就是因為塑料埋地排水管承受外壓負載的機理是‘管土共同作用’，是管材承受負載的能力（環(huán)剛度）和管道周圍土壤（回填材料）承受負載的能力兩方面結合決定工程的成敗。所以環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況還取決于鋪設后管道周圍土壤（回填材料）的情況（變形量公式中的數(shù)值Ed—管側土綜合彈性模量（kN/m），Ed又取決于回填材料的種類、壓實程度、槽側原狀土情況等）。

按我國的技術規(guī)程，環(huán)剛度的選擇是先初步選擇，然后進行‘管道結構設計’，進行管道變形驗算、強度計算、壓屈失穩(wěn)計算等。如果計算結果不滿足要求就增大環(huán)剛度重新計算，（或者減少后重新計算）。

在國外的有關標準和規(guī)程中有以下方法可供參考：

歐洲標準草案prEN13476-3

無壓埋地排水排污用熱塑性塑料管系統(tǒng)--硬聚氯乙烯(PVC-U),聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的結構壁管系統(tǒng)。2100433B