提高彎曲強度的措施

1、7-6 提高彎曲強度的措施梁的設(shè)計既要保證其具有足夠的強度，在荷載作用下能安全的工作，又要節(jié)約材料，減輕自重，使其經(jīng)濟合理。一般情況下，梁的彎曲強度是由正應(yīng)力控制的，彎曲正應(yīng)力強度條件是梁彎曲強度計算的主要依據(jù)。要提高梁的強度應(yīng)從以下幾個方面入手：一、采用合理的截面形狀1、根據(jù)Wz /A的比值選擇截面梁能承受的彎矩與抗彎截面系數(shù)Wz 成正比，而用料的多少又與截面面積A成正比，所以Wz /A的比值越大越合理。對截面高度相同而形狀不同的截面，可用Wz /A的比值來比較： 高為h寬為b的矩形截面 直徑為h的圓形截面 高為h的槽形及工字形截面可見，槽形及工字形截面最合理，矩形截面次之，圓形截面最差。這

2、一結(jié)論也可用正應(yīng)力的分布規(guī)律得到解釋：當距中性軸最遠處應(yīng)力達到相應(yīng)許用應(yīng)力時，中性軸上（或附近）的應(yīng)力分別為零（或較?。?，這部分材料沒有充分發(fā)揮作用。故應(yīng)把這部分材料移至遠離中性軸的位置。為了充分發(fā)揮材料的潛力應(yīng)將截面面積布置得離中性軸遠些為好。所以，工程上常常采用工字形、環(huán)形、箱形截面等截面形式。2、根據(jù)材料的力學(xué)特性選擇截面對于用抗拉和抗壓強度相同的塑性材料制成的梁，宜選用對稱于中性軸的截面，如工字形、矩形和圓環(huán)形截面。圖7-27對于由脆性材料制成的梁，由于抗拉強度小于抗壓強度，宜采用中性軸不是對稱軸的截面，且應(yīng)使中性軸靠近強度較低的一側(cè)，如鑄鐵等脆性材料制成的梁常采用T形和箱形截面（如圖

3、7-27），并使y1和y2之比滿足下式：即：截面受拉、受壓邊緣到的距離與材料的抗拉、抗壓許用應(yīng)力成正比，這樣，截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力同時達到許用應(yīng)力。二、合理調(diào)整梁的受力情況合理調(diào)整梁的受力情況，在保證承載能力的前提下，降低最大彎矩值。1、合理布置荷載作用位置及方式在結(jié)構(gòu)條件允許的情況下，適當把荷載安排得靠近支座，或把集中荷載分散成多個較小的荷載，均可達到減小截面上最大彎矩值的目的。如圖7-28a所示簡支梁M中0.25 Pl，改成圖7-28b、7-28c、7-28d三種布置方式時，最大彎矩分別降低至0.109Pl、0.125 Pl、0.125 Pl。圖7-282合理安排支座位置或增加支座數(shù)目為了減小梁的彎矩，還可采用增加支座和減小跨度的辦法。如圖7-29所示簡支梁，若把它變成圖7-29所示的形式，則最大彎矩分別比原來減小80、75。圖7-29三、采用等強度梁一般情況下，梁的各截面上的彎矩隨截面和位置不同而變化。按正應(yīng)力強度設(shè)計梁的截面時，是以Mmax為依據(jù)的，對等截面梁，除Mmax所在的截面的危險點的達到或接近外，其余彎矩小的截面上的材料均未得到充分利用。為了節(jié)約材料，減輕梁的自重，可采用彎矩大的截面用較大的截面尺寸，彎矩較小的截面用較小的截面尺寸，此梁稱變截面梁。當梁的各截面上的最大應(yīng)力都等于材料的許用應(yīng)力時，稱為等強度梁。此時：由工程中為了施工方便，常將梁作