由塑性材料制成的结构，按弹性分析法设计结构是不够经济合理的，按极限荷载的方法设计结构更为经济合理，且能反映整个结构的强度储备。在实际应用中，人们往往还要借助一个安全系数，因为安全系数是从整体结构所能承受的荷载来考虑的，故能较正确的反映结构强度设计时的综合因素。自世纪中叶开始，人们便在结构设计中采用容许应力法计算结构的强度，这种方法是把结构构件当作理想弹性体来分析，故又称弹性分析法或容许应力法。这种方法认为，结构的最大应力达到材料的极限应力时结构会破坏。由拉伸实验可知，低碳钢金属材料在达到一定的应力水平后，会产生明显的塑性变形。其特征是塑性变形是不可逆的永久变形。产生塑性变形后卸除荷载，往往会导致受力构件内的残余应力产生；应力超过弹性范围后，应力一应变曲线为非线性关系；塑性变形与加载的历程有关。不同的加载历程所对应的应变值不同；金属材料的塑性变形量远大于弹性变形量。在弹性分析中，完整地求解一个材料力学问题，一般需考虑静力平衡条件、变形几何条件和力与变形的物理条件。在考虑材料塑性分析问题中，同样需考虑静力、几何和物理条件三个方面，只是由于塑性变形与加载历程有关，且应力一应变之间为非线性关系，使求解变得复杂。为了简化计算，通常做如下假设：荷载为单调增加的静荷载；构件虽已局部产生塑性变形，其变形的几何相容关系仍保持为线性；构件在达到极限状态前，始终保持为几何不变体系。材料具有屈服阶段，在塑性变形较小时，材料为理想塑性模型；在工程结构或构件的强度分析中，认为应用弹性分析法进行计算，不能充分发挥材料的承载能力。如在偏心受剪螺栓群中，构件内的最大应力仅发生在据中心最远的螺栓上。当最大应力达到屈服极限时，危险螺栓截面内部材料仍继续处于弹性范围，构件仍继续承载或增加荷载，直到螺栓完全塑性化，而不至于发生大的塑性变形。因此，考虑材料的塑性变形特点，对于进一步认识材料，充分发挥材料的作用是必要的。同理，由塑性材料制成的结构，尤其是超静定结构，当某一局部应力达到屈服极限时，结构并不破坏，还能承受更大的荷载而进入塑性阶段继续工作。可见，按弹性分析法，以个别构件的局部应力来衡量整个结构的承载能力是不够经济合理的 。2100433B