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構造工学の梁理論では、塑性ヒンジとは、塑性曲げが発生する梁の断面の変形のことである。[ 1 ]地震工学では、塑性ヒンジは、本来は剛体である柱接合部の塑性回転(変形)を可能にするエネルギー減衰装置の一種でもある。 [ 2 ]
曲げを受ける構造部材の塑性限界解析では、弾性挙動から理想的な塑性挙動への急激な遷移が、塑性モーメント(M p )と呼ばれる特定のモーメント値で発生すると仮定されます。M ypと M pの間の部材挙動は弾性であるとみなされます。M pに達すると、部材内に塑性ヒンジが形成されます。摩擦のないヒンジが自由回転を許容するのとは対照的に、塑性ヒンジは一定の塑性モーメント M pで大きな回転を許容すると仮定されます。
塑性ヒンジは梁の短い長さに沿って伸びています。これらの長さの実際の値は、断面と荷重分布に依存します。[ 3 ]しかし、詳細な解析により、塑性は点の塑性ヒンジに限定される剛塑性梁として考えることが十分に正確であることが示されています。この仮定は限界状態解析 には十分ですが、塑性ヒンジの長さに沿った塑性の広がりを考慮するための有限要素定式化が利用可能です。[ 4 ]
静定梁に塑性限界荷重で塑性ヒンジを挿入することで、システムの無制限の変位を許容する運動学的機構を形成できる。これは崩壊機構として知られている。梁の静定不確定度が1度増えるごとに、崩壊機構を形成するために塑性ヒンジを1つ追加する必要がある。