建筑力學(xué)7強(qiáng)度計(jì)算

1建筑(jiànzhù)力學(xué)第七章強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算教師：鄒定祺精品資料2建筑(jiànzhù)力學(xué)第七章強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算教師：鄒定祺精品資料3內(nèi)容：材料的力學(xué)性質(zhì)(xìngzhì)強(qiáng)度條件重點(diǎn)：工程材料的力學(xué)性質(zhì)(xìngzhì)連接件的強(qiáng)度計(jì)算平面彎曲梁的強(qiáng)度計(jì)算精品資料47.1工程(gōngchéng)材料的力學(xué)性質(zhì)一、低碳鋼拉伸(壓縮)時(shí)的力學(xué)性質(zhì)壓縮.σ.d0e.bcdf..l0σba.σeσs.σpααε0d’g低碳鋼拉伸時(shí)的四個(gè)階段：1、彈性階段（ob)2、屈服階段（bc）3、強(qiáng)化階段（ce）4、頸縮階段（ef）。精品資料5精品資料6塑性指標(biāo)（1）延伸率δ=(L1-L)/L×100%（2）斷面收縮率ψ=（A-A1)/A×100%工程中將δ≥5%的材料(cáiliào)成為塑性材料(cáiliào)，而把Δ<5%的材料(cáiliào)成為脆性材料(cáiliào)。精品資料7二、鑄鐵(zhùtiě)拉伸（壓縮）時(shí)的力學(xué)性質(zhì)抗壓強(qiáng)度(kànɡyāqiánɡdù)試驗(yàn)機(jī)精品資料8..σMpa.125σb700σb.....0ε..拉伸(lāshēn)...0ε.壓縮精品資料9三、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力、安全因數(shù)(yīnshù)*極限應(yīng)力—構(gòu)件失效時(shí)的應(yīng)力σu*安全因數(shù)(yīnshù)—大于1的因數(shù)(yīnshù)n*許用應(yīng)力[σ][σ]=σu/n對(duì)塑性材料：σu=σs對(duì)脆性材料：σu=σb精品資料107.2軸向拉壓桿的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用強(qiáng)度條件：σmax=(FN/A)max≤[σ](7-6)7.3扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)圓桿的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用強(qiáng)度條件：τmax=Mxmax/Wx≤[τ](7-8)例題（略）精品資料117.4連接件的強(qiáng)度計(jì)算F/2F/2F/2tFFFQδdF連接件的強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算—包括三方面：一、銷釘(xiāodīng)（螺栓）的剪切強(qiáng)度計(jì)算FQ=F/2τ=FQ/A≤[τ]=τu/nA=πd2/4二、銷釘(xiāodīng)（螺栓）的擠壓強(qiáng)度計(jì)算dσbs=Fb/Abs≤[σbs]Abs=dδδ三、板的強(qiáng)度抗拉計(jì)算精品資料【例7-6】圖示接頭(jiētóu),已知F=54kN,板寬b=80mm,板厚δ=8mm,鉚釘直徑d=16mm,許用切應(yīng)力[τ]=100MPa,許用擠壓應(yīng)力[σbs]=300MPa,許用拉應(yīng)力[σ]=160MPa,試校核接頭(jiētóu)的強(qiáng)度?！窘狻?1)鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度校核當(dāng)鉚釘?shù)牟牧吓c直徑均相同，且外力作用線通過(guò)鉚釘群的形心時(shí)，各鉚釘剪切面上的剪力相等。故，各鉚釘剪切面上的剪力為FQ=F/3=18kNτ=FQ/A=FQ/(πd2/4)=89.6MPa<[τ]滿足剪切強(qiáng)度要求。(2)鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度校核Fb=FQσbs=Fb/Abs=FQ/(dδ)=140.6MPa<[σbs]滿足擠壓強(qiáng)度要求。12FFbδδFFd精品資料(3)板的拉伸(lāshēn)強(qiáng)度校核上面板的受力圖如右圖(a)所示。用截面法求出1-1,2-2截面的軸力，作軸力圖如(b)所示?？梢钥闯?，2-2截面的軸力最大，且截面面積最小。即2-2截面上的拉應(yīng)力最大：σmax=FN/A=F2-2/A2-2=F/[(b-2d)δ]=140.6MPa<[σ]板的拉伸(lāshēn)強(qiáng)度也滿足要求。因此，接頭的強(qiáng)度是足夠的。

13FF/3F/3F/32211FNFFF/3x(a)(b)精品資料147.5平面彎曲梁的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用(yìngyòng)σmax=MMAX/Wz≤[σ]由于脆性材料[σ+]≠[σ-]，故σ+max=Mmaxy+max/Iz≤[σ+]σ-max=Mmaxy-max/Iz≤[σ-]精品資料【例7-7】槽形截面的鑄鐵(zhùtiě)梁，已知a=2m,Iz=5260×104mm4,y1=120mm,y2=77mm,許用拉應(yīng)力[σ+]=30MPa,許用壓應(yīng)力[σ-]=90MPa。試求此梁的許可荷載[F]?！窘狻孔髁旱膹澗貓D如圖(b)最大負(fù)彎矩在B截面MB=-Fa/2最大正彎矩在C截面MC=Fa/4在C截面，按最大拉應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算，即15FF/2ABCaaaDM圖Fa/4Fa/2y2y1xy(a)(b)精品資料在B截面，按最大拉應(yīng)力(yìnglì)強(qiáng)度計(jì)算，即取兩者中較小值，即得該梁的許用荷載[F]=20.5kN16精品資料177.6強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介1、最大拉應(yīng)力理論σ1≤[σ]2、最大拉應(yīng)變(yìngbiàn)理論σ1-μ(σ2+σ3)≤[σ]3、最大切應(yīng)力理論σ1-σ2≤[σ]4、形狀改變比能理論√0.5[(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2]≤[σ]精品資料7.7組合變形桿件的強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算18一、組合(zǔhé)變形的概念1.組合變形：構(gòu)件同時(shí)存在兩種以上基本變形2.分類------①兩個(gè)平面彎曲的組合(斜彎曲)②拉伸(或壓縮)與彎曲的組合，以及偏心拉、壓③扭轉(zhuǎn)與彎曲或扭轉(zhuǎn)與拉伸(壓縮)及彎曲的組合3.一般不考慮剪切變形；含彎曲組合變形，一般以彎曲為主，其危險(xiǎn)截面主要依據(jù)Mmax，一般不考慮彎曲剪應(yīng)力。精品資料19⑤用強(qiáng)度(qiángdù)準(zhǔn)則進(jìn)行強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算1.疊加原理：在線彈性、小變形下，每一組載荷引起的變形和內(nèi)力不受彼此(bǐcǐ)影響，可采用代數(shù)相加；二、基本解法(疊加法)2.基本解法：①外力分解或簡(jiǎn)化：使每一組力只產(chǎn)生一個(gè)方向的一種基本變形②分別計(jì)算各基本變形下的內(nèi)力及應(yīng)力③將各基本變形應(yīng)力進(jìn)行疊加(主要對(duì)危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)點(diǎn))④對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力分析(s1≥s2≥s3)精品資料20xLayzAPCBdPPaPaPLMTn__AK1ttsssstsK1tsK2精品資料21Pe500PPhzycycN=PM=PeN=PsNy2ycbcasa'sb'M=Pesbσa精品資料227.8提高(tígāo)桿件強(qiáng)度的途徑7.8.1選擇合理的梁截面1、根據(jù)抗彎截面系數(shù)與截面面積比值Wz/A選擇截面hbhh精品資料232.根據(jù)材料的拉壓性能選擇截面(jiémiàn)對(duì)于塑性材料，其抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度相等，宜采用中性軸為對(duì)稱軸的截面(jiémiàn)，使最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力相等。如矩形、工字形、圓形等截面(jiémiàn)。對(duì)脆性材料，其抗壓強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度，宜采用中性軸不是對(duì)稱的截面(jiémiàn)，如T形截面(jiémiàn)，使中性軸靠近受拉端，使得y1σ+maxσ+max/σ-max=y1/y2=[σ+]/[σ-]y2σ-max精品資料247.8.2合理安排荷載(hèzài)，降低梁的最大彎矩1、減小量的跨度.qq...L0.2L0.6L0.2L.0.02qL20.02qL2M...0.125qL2