剛度：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗變形的能力,包括構(gòu)件剛度和截面剛度,按受力狀態(tài)不同可分為軸向剛度、彎曲剛度、剪變剛度和扭轉(zhuǎn)剛度等.對于構(gòu)件剛度,其值為施加于構(gòu)件上的力（力矩）與它引起的線位移（角位移）之比.對于截面剛度,在彈性階段,其值為材料彈性模量或剪變模量與截面面積或慣性矩的乘積.
首先得從剛度說起.
剛度是指：單位變形條件下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在變形方向所施加的力的大小.在結(jié)構(gòu)靜力或動力分析時需要用到.如用位移法分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力時要用到剛度矩陣,計算地震作用或風(fēng)振影響時需要用到結(jié)構(gòu)的剛度參數(shù).還有在設(shè)計動力機器基礎(chǔ)時也需要用到結(jié)構(gòu)剛度參數(shù).可以看有關(guān)結(jié)構(gòu)力學(xué)或結(jié)構(gòu)動力學(xué)的書.
舉個兩個簡單的例子以方便理用力彎折直徑和長度相等的實心鋼管和木頭,哪個費勁哪個剛度（彎曲剛度）就大.很顯然是鋼管的大,你有可能把木頭彎折,但要彎折鋼管就很難吧!用力彎折長度相等而直徑不等的實心鋼管,當(dāng)然是直徑小的容易彎折吧,那就是直徑小的剛度小了.所以剛度是和材料特性及截面特性直接相關(guān),當(dāng)然線剛度還和長度有關(guān)了!
一般能滿足F＝k△,F為作用力,△為位移,k即為剛度,所以剛度物理意義為單位位移時所產(chǎn)生的力.k可以是某些量的函數(shù),即可為表達(dá)式.由F的不同,叫法不同. 另外就是我們要說的剛度叫線剛度,即單位長度上的剛度. 比如,我們在用反彎點法計算多層框架水平荷載作用下內(nèi)力近似計算時. 計算柱的水平剪力時,剪力與柱層間水平位移△的關(guān)系為 V=(12ic/h2)△ 那么d=(12ic/h2)就叫柱的側(cè)移剛度,表示柱上下兩端相對有單位側(cè)移時柱中產(chǎn)生的剪力. 其中ic表示柱的線剛度（即ic＝EI/h）,h為樓層高,EI是柱的抗彎剛度（M=EI(1/p),M為彎矩,（1/p）為曲率,也滿足F＝k△形式）. 另外還可用D值法,即考慮了梁柱的剛度比變化,因為柱兩端梁的剛度不同,即對柱的約束不同,那么它的反彎點,即M＝0的點會隨之移動,那端強,反彎點離它越遠(yuǎn).而且同層柱剪力分配時也是由柱的線剛度決定,因為同層位移一定,簡單講,由F＝k△,誰的剛度大,誰分得的剪力就大.反過來,這也可以解釋改變局部的剛度能調(diào)節(jié)內(nèi)力的分布的情況.
力F的不同導(dǎo)致剛度叫法的不同,那么抗彎剛度,產(chǎn)生單位曲率所需要的彎矩.抗剪剛度是指發(fā)生單位剪切變形需要的剪力.抗扭剛度是指發(fā)生單位扭轉(zhuǎn)角所需要的扭矩.抗推剛度就是發(fā)生單位水平位移所需要的推力.
短期剛度和長期剛度
剛度是有短期剛度和長期剛度之分的,剛度會隨著力的加大而減小,一般情況下,混凝土結(jié)構(gòu)梁截面的抗彎剛度是不斷變化的,隨著時間的增長而不斷減小,根據(jù)試驗表明一般會在3年后趨于穩(wěn)定,這主要是由于混凝土結(jié)構(gòu)的收縮徐變,以及鋼筋的應(yīng)力松弛造成的截面有效截面減小,剛度降低.
另外,樓主說道"一般能滿足F＝k△,F為作用力,△為位移,k即為剛度,所以剛度物理意義為單位位移時所產(chǎn)生的力" ,這個再線彈性范圍之內(nèi)是成立的.
然而,對與鋼筋混凝土來說是一般是不成立的,因為鋼筋混凝土構(gòu)件一加載就會開裂.于是,截面的剛度就自然變小,從而導(dǎo)致構(gòu)件的剛度減小.這就是為什么預(yù)應(yīng)力可以提高構(gòu)件剛度的原因.
預(yù)應(yīng)力可以提高構(gòu)件剛度的主要原因是,預(yù)應(yīng)力使混凝土構(gòu)件處于線彈性狀態(tài)(不開裂),一致樓主說的力與位移成正比的公式成立.
為什么預(yù)應(yīng)力可以提高構(gòu)件的剛度這個問題一直困擾了我很久,我也是前一段時間才理解的.
截面剛度：
截面剛度：使截面產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角所需施加的彎矩值.
參見：http://cace.cumt.edu.cn/jgsjyl/kwtz/ppt/10-0.ppt