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承载能力

力学领域术语

承载能力是关于力-材料或力-结构关系的一个概念。当力作用于结构或者构件的外部时，按照一定的传递或变换逻辑，会使材料或结构内部出现应力，或应变。承载能力字面原指某一事物“承”与“载”的能力。一般是指空间上的最大容量或力学上的最大限度。常见的承载能力有：卡车的承载能力、支柱的承载能力、交换机的承载能力、网站的承载能力、电源的承载能力。

定义
对于微观材料而言，其物理特性决定了其所能承受的力（即应力）是有一定的限度的，这个度称为材料的强度，超出这个强度，材料会发生破坏；另一方面，对于结构而言，由于应力的效应，会使内部结构单元发生相应的应变，这些应变按结构而系统化为结构各坐标处的变形，同样，结构变形也有个限度，这个度称为刚度，超出这个刚度，结构会背离预期要求；再有，当结构的变形超过一定范围时，会使结构总体几何构造及承载体系发生不可逆转的变化，这是一种复合型变化，既有变形方面的，也有应力方面的，这个限度统一用稳定性来表述。
承载能力理解
在材料力学里，对应于材料强度、材料或构件刚度、构件稳定性的相应结构负荷统称为构件的承载能力，但在实际理解中，要注意以下几点：
1、强度概念针对微观材料单元而言，刚度概念即可针对微观材料而言（单元或者微观刚度），也可以适用于宏观结构，而稳定性则针对宏观承载结构而言。
2、承载能力是构件内在材质结构与外在载荷的统一。外在的载荷，通过构件的结构化方式，分配到微观材料单元，表现为应力及应变；同样，微观的强度、应变或刚度在外力作用下，通过结构的系统化逻辑，统一表现为宏观的结构的形变及承载能力，即结构的强度、刚度及稳定性。
3、正是由于微观的材料强度-应变特征通过结构化而统一表现为结构的强度、刚度及稳定性，所以在材料力学中才将强度、刚度、稳定性统称为（结构或构件的）承载能力。
4、对应于同一结构或构件，其承载能力是强度、刚度及稳定性的综合统一。
释义
承载能力字面原指某一事物“承”与“载”的能力。一般是指空间上的最大容量或力学上的最大限度。后扩展至各种事物，单元或系统、微观及宏观的各种能力上限。可涵盖交换能力、吞吐能力、处理能力、对破坏的防护能力等。
分析内容
基本假设
1、均匀连续性假设：假定变形固体内部毫无空隙地充满物质，且各点处的力学性能都是相同的。
2、各向同性假设：假定变形固体材料内部各个方向的力学性能都是相同的 。
3、弹性小变形条件:在载荷作用下，构件会产生变形。构件的承载能力分析主要研究微小的弹性变形问题，称为弹性小变形。弹性小变形与构件的原始尺寸相比较是微不足道的，在确定构件内力和计算应力及变形时，均按构件的原始尺寸进行分析计算。
承载能力的基本内容
1、强度：构件抵抗破坏的能力称为构件的强度。
2、刚度：构件抵抗变形的能力称为构件的刚度。
3、稳定性：压杆能够维持其原有直线平衡状态的能力称为压杆的稳定性。
构件的安全可靠性与经济性是矛盾的。构件承载能力分析的内容就是在保证构件既安全可靠又经济的前提下，为构件选择合适的材料、确定合理的截面形状和尺寸，提供必要的理论基础和实用的计算方法。
变形的基本形式
工程实际中的构件种类繁多，根据其几何形状，可以简化为四类：杆、板、壳、块 。
等直杆在载荷作用下，其基本变形的形式有：
1、轴向拉伸和压缩变形；
2、剪切变形；
3、扭转变形；
4、弯曲变形。
两种或两种以上的基本变形组合而成的，称为组合变形。
影响因素
1、基础形状的影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的，对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。
2、荷载倾斜与偏心的影响：在用理论公式计算地基承载力时，均是按中心受荷考虑的，但荷载的倾斜荷偏心对地基承载力是有影响的。
3、覆盖层抗剪强度的影响：基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。
4、地下水的影响：地下水水位上升会降低土的承载力。
5、下卧层的影响：确定地基持力层的承载力设计值，应对下卧层的影响作具体的分析和验算。
6、此外还有基底倾斜和地面倾斜的影响：地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响。相邻基础的影响，加荷速率的影响和地基与上部结构共同作用的影响等。
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