提高彎曲梁承載力的措施

1、提高彎曲梁承載力的措施摘要：本文中主要介紹了梁的定義，介紹了彎曲的定義，結(jié)合工程力學(xué)中的知識，總結(jié)討論了生活中提高梁承載力的四種方式。關(guān)鍵詞：工程力學(xué) 彎曲梁 彎矩 抗彎截面系數(shù)正文：工程力學(xué)中的梁是指由支座支承，承受的外力以橫向力和剪力為主，以彎曲為主要變形的構(gòu)件。從功能上分，有結(jié)構(gòu)梁，如基礎(chǔ)地梁、框架梁等；與柱、承重墻等豎向構(gòu)件共同構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)體系，有構(gòu)造梁，如圈梁、過梁、連系梁等，起到抗裂、抗震、穩(wěn)定等構(gòu)造性作用。梁按照結(jié)構(gòu)工程屬性可分為：框架梁、剪力墻支承的框架梁、內(nèi)框架梁、梁、砌體墻梁、砌體過梁、剪力墻連梁、剪力墻暗梁、剪力墻邊框梁。桿件承受垂直于其軸線的外力或位于其軸線的力偶的作用

2、時(shí)，其軸線將彎曲成曲線，這種受力及變形形式叫做彎曲。一般情況下，梁的各橫截面上的內(nèi)力各不相等，內(nèi)力最大的橫截面處將最先發(fā)生失效，此截面稱為“危險(xiǎn)截面”。與剪力和彎矩兩個(gè)內(nèi)力分量相對應(yīng)，橫截面上將有連續(xù)分布的切應(yīng)力和正應(yīng)力。這些應(yīng)力在橫截面上的分布是不均勻的，應(yīng)力最大的點(diǎn)將最先發(fā)生失效，這些點(diǎn)稱為“危險(xiǎn)點(diǎn)”。實(shí)際生活中梁的彎曲一般都主要是與正應(yīng)力有關(guān)，切應(yīng)力的影響是次要的。所以要提高彎曲梁的承載力就必須先想辦法提高梁的許用應(yīng)力或者使最大正應(yīng)力小于許用應(yīng)力。下面將根據(jù)工程力學(xué)的知識討論生活中常用于提高梁的承載力的措施。一、 減少彎矩值a) 合理安排梁的受力情況 圖一圖二圖二中采用增加輔助梁的措施，

3、改變了力矩的分布，在同樣的情況下，減少了彎矩值。b) 合理安排梁的支座 圖中是縮短了兩個(gè)支座之間的距離，采用減少跨度的措施，改變梁所受的彎矩。現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用有懸索大橋，斜拉橋，多支座橋等。C）降低梁的荷載降低梁的荷載也是一個(gè)方向?？梢圆捎媒档土旱淖灾?，采用空心結(jié)構(gòu)，如空心磚，空心軸等，或使用輕質(zhì)材料。而是如下圖兩例： 二、 提高梁的抗彎截面系數(shù)A） 選取合理的截面形狀截面積相同的情況下，抗彎截面系數(shù)越大，梁的承載力越高。如矩形截面梁橫放和豎放的抗彎截面系數(shù)就不同。生活中，當(dāng)橫截面積不同時(shí)，一般用Wz/A來衡量梁的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。這個(gè)值越大，梁越合理。經(jīng)查閱得到一些常見截面梁Wz/A的值：根據(jù)工程

4、力學(xué)分析，結(jié)合上圖，發(fā)現(xiàn)材料遠(yuǎn)離中性軸的界面更加經(jīng)濟(jì)合理。工程中的吊車梁，橋梁往往采用工字型，房屋建筑中的樓板經(jīng)常采用空心圓板狀，道理就在于此。三、 設(shè)計(jì)梁的合理造型在彎矩較大處采用較大的截面，在彎矩較小處采用較小的截面。這種截面沿軸線變化的梁，稱為變截面梁。如搖臂鉆床中的搖臂等。而若使梁各橫截面上的最大正應(yīng)力都相等，并均達(dá)到材料的許用應(yīng)力，則稱為等強(qiáng)度梁節(jié)省材料，它能夠最大限度的提高材料的利用率，提高結(jié)構(gòu)的承載力，使結(jié)構(gòu)更加安全，也有節(jié)省空間，降低自重的優(yōu)點(diǎn)。一般有階梯梁，魚腹梁等類型。如下圖中的日本巖大橋，雨篷梁板等。 四、 提高材料的力學(xué)性能材料選擇何種類型，應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)安全等因素。近年來低碳鋼的發(fā)展迅速，如16MnTi鋼等。這些低碳鋼和普通鋼的成本大致相同，但是強(qiáng)度高韌性好。鑄鐵抗拉強(qiáng)度較低，但是經(jīng)過加工，成為球墨鑄鐵后，提高了強(qiáng)度極限和塑性性能，很多工廠用它代替鋼材來制作齒輪等。有較好的經(jīng)濟(jì)效益?？偨Y(jié)：提高彎曲梁承載力的方法多種多樣，實(shí)際生活中一般的就是采用文中所提到的方法。總而言之，就是想盡一切辦法提高梁的抗彎、抗剪能力，減少載荷等，但一定要與實(shí)際生活相適應(yīng)。相信隨著生產(chǎn)力的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，會有更多的新技術(shù)、新材料涌現(xiàn)出來，為提高梁的承載力提供新的方法。參考文獻(xiàn)：1 范欽珊 唐靜靜工程力