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图解弹性力

F=-KX
弹性力作用方向与位移方向相反,所以上面的方程有一个“-”号。
K称为弹簧的弹性常数,由材料性质、几何形状等确定,是表征单位长度变形所需要的力,单位是牛顿/米。
在结构分析中,通常将K称为刚度系数,表示使结构产生单位位移时,所需施加的力。刚度越大,结构越难变形。建筑物的结构形式确定了它的K(刚度系数),会产生与位移相反的弹性力。
假设刚度无穷大时,表明物体不会发生变形,称为刚体。这是一个理想模型,实际并不存在。
例如:书放在桌子上,桌子和书都受到了力的作用而发生形变,但是光凭肉眼却无法看到,需要借助仪器才可以观察到。这是就可以假设桌子相对于书本是刚体。
建筑物通过基础与大地相连,在地震波到达建筑物时,地面运动会诱发建筑物产生位移,从而产生与位移方向相反的弹性力。
在地震作用下,一栋大楼产生侧移,由于底部薄弱层的存在,弹性力无法抵抗地震力,从而导致倒塌。