塑性設計法（読み）そせいせっけいほう（英語表記）plastic design

改訂新版　世界大百科事典

塑性設計法 (そせいせっけいほう)
plastic design

延性に富み，破断せずに大きな塑性変形に耐えることのできる材料からなる，主として不静定骨組構造物を対象とし，塑性ヒンジの概念を導入して崩壊荷重を求め，この崩壊荷重に対してある安全率（荷重係数と呼ばれる）が確保されるように構造物を設計する方法。さらに広い意味をもつ極限設計法に包含される設計法の一つとして位置づけられ，米英を中心に1960年代中ごろから建築物の設計などに広く採用されている。日本では，比較的構造形式の単純な橋に実施例が見られる程度であるが，塑性設計法の考え方も勘案しつつ，信頼性に基づいてより合理的に構造物を設計する規範の策定を目ざし，土木建築工学の分野で調査研究が続けられている。

　鋼材の引張試験から得られる応力-ひずみ曲線を理想化すると図1となる。いま，鋼材でできた長方形一定断面の両端固定ばりに等分布荷重w₁が作用している場合を考えてみよう（図2-a）。w₁が小さいときには，はりに生ずる応力は図1のOYの区間にあり，はりの上側が引張・下側が圧縮となる最大応力は断面AとCに生じ，逆に上側圧縮・下側引張となる最大応力は断面Bに生ずる。この状態では断面AとCの最大応力は断面Bの最大応力の2倍である。等分布荷重を漸増すると，まず初めに断面AとCの上下縁の応力がσ_yに達し，さらに荷重を増やすと図2-bの状態となる。荷重がw₃まで達すると断面AとCは完全に塑性化し（図2-c），このとき断面AとCに作用している曲げモーメントをこの断面の全塑性モーメントという。荷重がこれ以上増加しても，断面AとCでは全塑性モーメント以上の曲げモーメントを伝達できないから，これらの位置にあたかもヒンジができたようになり（これを塑性ヒンジという），自由に回転変位が増大する。荷重がw_Pになると，塑性ヒンジが断面Bにも形成され，この構造系は不安定になって崩壊する（図2-d）。w_Pがこの場合の崩壊荷重というわけである。
→極限設計法
執筆者：片山 恒雄

図1～図2

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

世界大百科事典（旧版）内の塑性設計法の言及

【極限設計法】より

…弾性理論により構造物を設計する方法(許容応力度設計法)に対し，構造物の安全性，使用性の限界状態をもとに設計する手法の総称。1940年代の後半に構造物の塑性設計法の基礎概念が確立してからしばらくの間，極限設計法は塑性設計法と同じ意味で使われていたが，その後設計手法の合理化を求めて，弾性理論に基づかないいくつかの設計法が提案されるにおよんで，塑性設計法を含むこれらの方法を総括した広い意味で使われることが多い。一般に構造物の使用限界は(1)材料の降伏，(2)材料の最大強度への到達，(3)常時作用荷重のもとでの過大な変形，(4)構造系の不安定，(5)疲労破壊，(6)脆性（ぜいせい）破壊，などから決められる。…

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出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」