鋼材具有良好的延性,在保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件不喪失局部穩(wěn)定和側(cè)向穩(wěn)定的情況下,可以在超靜定結(jié)構(gòu)中的若干部位形成具有充分轉(zhuǎn)動能力的塑性鉸,引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分配( redistribution of in-ternal forces),從而發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)各部分的潛能。這種以整個結(jié)構(gòu)的極限承載力作為結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的塑性設(shè)計( plastic design)方法具有如下的優(yōu)點:
(1)與通常的彈性設(shè)計方法相比,可以節(jié)約鋼材(10%~15%)和降低造價;
(2)對整個結(jié)構(gòu)的安全度有更直觀的估計。通常的彈性設(shè)計方法在彈性范圍內(nèi)可以給出精確的內(nèi)力和位移,但給不出整個結(jié)構(gòu)的極限承載能力;
(3)對連續(xù)梁和低層框架的內(nèi)力分析較彈性方法簡便。
1914年匈牙利建立了世界上第一座塑性設(shè)計的建筑物,隨后英、加、美等國均在本國建立了塑性設(shè)計的工程。英國在1948年第一個把塑性設(shè)計方法引進了BSS 499規(guī)范。隨后,以英國和美國為中心,迅速地普及塑性設(shè)計。現(xiàn)已公認(rèn),塑性設(shè)計簡單、合理,而且可以節(jié)約鋼材,所以英國和荷蘭的低層建筑幾乎全部采用塑性設(shè)計,美國和加拿大的大部分低層建筑也應(yīng)用塑性設(shè)計。
我國1988年的GB J17-1988《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》開始列入塑性設(shè)計,新修訂的GB 50017規(guī)范又進行了局部修改。