桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度-桿件拉壓時應(yīng)力與強(qiáng)度（建筑力學(xué)）

桿件拉壓時應(yīng)力與強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)1.掌握軸向拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力的分布規(guī)律及計(jì)算公式；2.理解材料的極限、許用應(yīng)力等強(qiáng)度指標(biāo)的含義。知識目標(biāo)1.能夠熟練求出軸向拉（壓）桿橫截面上的正應(yīng)力。2.能夠根據(jù)強(qiáng)度條件，進(jìn)行軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)截面和確定許用荷載。技能目標(biāo)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.軸向拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力計(jì)算；2.軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度計(jì)算。重點(diǎn)內(nèi)容1.軸向拉（壓）桿件的強(qiáng)度計(jì)算；2.根據(jù)已知條件判別軸向拉（壓）桿的危險截面。難點(diǎn)內(nèi)容軸向拉（壓）桿截面上的應(yīng)力軸向拉（壓）桿橫截面上應(yīng)力的分布軸向拉（壓）桿橫截面上應(yīng)力的分布特點(diǎn)軸向拉（壓）桿截面上的應(yīng)力軸向拉（壓）桿截面上的應(yīng)力A—桿件橫截面面積式中：σ—橫截面上的正應(yīng)力

FN—桿件上的軸力最大正應(yīng)力計(jì)算公式：正應(yīng)力計(jì)算公式：軸向拉（壓）桿截面上的應(yīng)力【例1】一根具有正方形截面的磚柱（壓桿有時也稱為柱）如圖（a）所示，F(xiàn)=50kN，試求該磚柱的最大正應(yīng)力。

【解】

用截面法求得上、下兩段橫截面上的軸力分別為FNAB=-50kNFNBC=-150kN繪出磚柱的軸力圖如圖（b）所示。軸向拉（壓）桿截面上的應(yīng)力【例1】因?yàn)樯?、下兩段橫截面的面積不相等，所以必須先分別算出各段橫截面上的應(yīng)力，加以比較后才能確定磚柱的最大正應(yīng)力。由式（5-1）得

可見，磚柱的最大正應(yīng)力發(fā)生在柱的BC段各橫截面上，其值為

?σmax=-1.1MPa（壓應(yīng)力）因此，磚柱的危險點(diǎn)就在柱的BC段各橫截面上。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度1極限應(yīng)力2許應(yīng)用力3安全因數(shù)——許用應(yīng)力——極限應(yīng)力——安全因數(shù)式中：對塑性材料一般?。簄s=1.4～1.7，對脆性材料一般?。簄b=2.5～5.0。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度1強(qiáng)度條件對于等截面桿件：式中，F(xiàn)nmax和A分別為危險截面上的軸力及其橫截面面積。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度2強(qiáng)度計(jì)算1.校核強(qiáng)度2.

設(shè)計(jì)截面3.

確定許用載荷軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度【例2】一直桿AB的受力情況如圖（a）所示。直桿的橫截面面積A=10cm2，C點(diǎn)的拉力為40kN，D點(diǎn)拉力為130kN，材料的許用應(yīng)力［σ］=160MPa，試校核桿的強(qiáng)度。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度【例2】

【解】首先作出直桿AB的軸力圖，如圖5-27（b）所示。由于是等直桿，CD段的截面是產(chǎn)生最大內(nèi)力的危險截面，因此由強(qiáng)度條件得：故滿足強(qiáng)度條件。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度【例3】圖（a）所示為正方形截面階梯形柱。已知：材料的許用壓應(yīng)力［σ］=1.05MPa，彈性模量E=3GPa，荷載FP=60kN，柱自重不計(jì)。試校核該柱的強(qiáng)度。【解】如圖（a）所示，柱產(chǎn)生軸向壓縮變形。（1）求軸力，畫軸力圖，如圖（b）所示。軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度【例3】（2）計(jì)算最大工作應(yīng)力。該柱為階梯形變截面柱，需分段計(jì)算各段的應(yīng)力，然后選最大值。比較得，AB段為危險截面，即|σmax