梁的受力分析課件

梁的受力分析梁的基本概念及分類梁的內(nèi)力計(jì)算梁的應(yīng)力分析梁的變形分析梁的穩(wěn)定性分析工程實(shí)例分析01梁的基本概念及分類梁是一種常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，用于承受并傳遞荷載。梁的變形和破壞是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要考慮因素之一。梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。梁的基本概念鋼梁、混凝土梁、木梁等。按材料分類矩形梁、工字梁、槽形梁等。按截面形狀分類簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁等。按功能分類短跨梁、長跨梁。按跨度分類梁的分類02梁的內(nèi)力計(jì)算簡支梁的彎矩計(jì)算彎矩是梁在受力時產(chǎn)生的彎曲變形，簡支梁的彎矩是跨中最大彎矩，其計(jì)算公式為：M=1/8*qL^2。其中，q為均布荷載，L為梁的跨度。連續(xù)梁的彎矩計(jì)算連續(xù)梁的彎矩分布與跨度有關(guān)，通常需要考慮多跨連續(xù)梁的彎矩分布。對于多跨連續(xù)梁，需要分別計(jì)算各跨的彎矩，并考慮支座和跨中等不同位置的彎矩變化。彎矩計(jì)算集中荷載作用下的剪力計(jì)算剪力是梁在受力時產(chǎn)生的剪切變形。對于集中荷載作用下的簡支梁，剪力最大值發(fā)生在集中荷載作用的位置。其計(jì)算公式為：V=p。其中，p為集中荷載的大小。均布荷載作用下的剪力計(jì)算對于均布荷載作用下的簡支梁，剪力分布與荷載大小和跨度有關(guān)。其計(jì)算公式為：V=qL/2。其中，q為均布荷載的大小，L為梁的跨度。剪力計(jì)算扭矩是使物體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的力矩，在橋梁結(jié)構(gòu)中，扭矩通常由荷載產(chǎn)生。定義在橋梁結(jié)構(gòu)中，扭矩的計(jì)算需要考慮扭矩的大小和方向。通常需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力情況和變形情況來確定扭矩的大小和方向。扭矩的計(jì)算扭矩計(jì)算03梁的應(yīng)力分析強(qiáng)度條件根據(jù)材料力學(xué)原理，梁的正應(yīng)力應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即正應(yīng)力不應(yīng)超過材料的許用應(yīng)力。正應(yīng)力分布在集中荷載作用下，梁的跨中位置會出現(xiàn)最大的正應(yīng)力。隨著荷載的增加，正應(yīng)力也會逐漸增大。截面設(shè)計(jì)為了滿足強(qiáng)度條件，需要對梁的截面尺寸和材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。例如，增加梁的寬度可以降低正應(yīng)力，而增加梁的高度可以增加正應(yīng)力。正應(yīng)力分析在集中荷載作用下，梁的剪應(yīng)力在跨中位置達(dá)到最大值。剪應(yīng)力沿著截面高度呈三角形分布。剪應(yīng)力分布剪應(yīng)力不應(yīng)超過材料的許用剪應(yīng)力。在設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意控制梁的截面尺寸和材料，以滿足剪切強(qiáng)度條件。剪切強(qiáng)度條件為了提高梁的抗剪能力，可以采用增加箍筋、設(shè)置斜鋼筋等措施。這些措施可以增加梁的抗剪承載力，確保結(jié)構(gòu)的安全性。抗剪措施剪應(yīng)力分析在荷載作用下，梁的彎曲應(yīng)力在跨中位置達(dá)到最大值。彎曲應(yīng)力沿著截面高度呈拋物線分布。彎曲應(yīng)力分布彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過材料的許用彎曲應(yīng)力。在設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意控制梁的截面尺寸和材料，以滿足彎曲強(qiáng)度條件。彎曲強(qiáng)度條件為了提高梁的抗彎能力，可以采用增加配筋、采用高強(qiáng)度材料等措施。這些措施可以增加梁的抗彎承載力，確保結(jié)構(gòu)的安全性?？箯澊胧澢鷳?yīng)力分析04梁的變形分析撓度計(jì)算公式撓度=力和力臂的乘積/剛度。其中，力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，剛度是梁的抗彎剛度，表示抵抗撓曲變形的能力。撓度計(jì)算的意義通過撓度計(jì)算可以判斷梁的變形程度，從而確定梁的承載能力和穩(wěn)定性。撓度梁在受到垂直于軸線的力作用下，軸線將產(chǎn)生撓曲變形。這種撓曲變形的大小用撓度表示。撓度計(jì)算123梁在受到外力作用時，除了產(chǎn)生撓曲變形外，還可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動變形，這種轉(zhuǎn)動變形的大小用轉(zhuǎn)角表示。轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角=力矩和抗轉(zhuǎn)剛度的比值。其中，力矩是力和力臂的乘積，抗轉(zhuǎn)剛度是梁的抗轉(zhuǎn)剛度，表示抵抗轉(zhuǎn)動變形的能力。轉(zhuǎn)角計(jì)算公式通過轉(zhuǎn)角計(jì)算可以判斷梁在受力作用下的轉(zhuǎn)動情況，從而確定梁的承載能力和穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)角計(jì)算的意義轉(zhuǎn)角計(jì)算變形曲線圖01通過繪制撓度和轉(zhuǎn)角隨外力變化而變化的曲線圖，可以更直觀地了解梁的變形情況。變形曲線圖繪制步驟02選取若干個代表性的外力值，分別計(jì)算對應(yīng)的撓度和轉(zhuǎn)角值，然后繪制曲線圖。圖中應(yīng)包括外力值、撓度值、轉(zhuǎn)角值以及相應(yīng)的變化趨勢。變形曲線圖繪制意義03通過變形曲線圖可以更直觀地了解梁的變形情況，從而判斷梁的承載能力和穩(wěn)定性。此外，變形曲線圖還可以用于比較不同梁的剛度和抵抗變形的能力。變形曲線圖繪制05梁的穩(wěn)定性分析物體的平衡狀態(tài)分為穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡。當(dāng)物體受到微小擾動偏離平衡位置時，如果物體能夠恢復(fù)到平衡位置，則稱為穩(wěn)定平衡；反之，如果物體無法恢復(fù)到平衡位置，則稱為不穩(wěn)定平衡。穩(wěn)定性概念根據(jù)失穩(wěn)變形特點(diǎn)，穩(wěn)定性問題可分為三類：極值點(diǎn)失穩(wěn)、分支點(diǎn)失穩(wěn)和跳躍點(diǎn)失穩(wěn)。穩(wěn)定性分類穩(wěn)定性概念及分類極值點(diǎn)失穩(wěn)：對于承受均布荷載的等截面直梁，其臨界荷載可按下式計(jì)算$$P_{cr}=\frac{\pi^2EI}{4(1-\mu^2)L^2}$$其中，$E$為材料的彈性模量，$I$為截面慣性矩，$\mu$為截面塑性系數(shù)，$L$為梁的跨度。當(dāng)梁承受的荷載達(dá)到臨界荷載時，梁發(fā)生極值點(diǎn)失穩(wěn)。梁的穩(wěn)定性計(jì)算方法分支點(diǎn)失穩(wěn)：對于承受集中荷載的等截面直梁，其臨界荷載可按下式計(jì)算$$P_{cr}=\frac{\pi^2EI}{4(1-\mu^2)f_yL^2}$$其中，$f_y$為鋼材的屈服強(qiáng)度。當(dāng)梁承受的荷載達(dá)到臨界荷載時，梁發(fā)生分支點(diǎn)失穩(wěn)。梁的穩(wěn)定性計(jì)算方法跳躍點(diǎn)失穩(wěn)：對于承受對稱集中荷載的等截面直梁，其臨界荷載可按下式計(jì)算$$P_{cr}=\frac{\pi^2EI}{4(1-\mu^2)f_yL^2(1-2\mu)^2}$$當(dāng)梁承受的荷載達(dá)到臨界荷載時，梁發(fā)生跳躍點(diǎn)失穩(wěn)。梁的穩(wěn)定性計(jì)算方法影響梁穩(wěn)定性的因素包括材料性能（彈性模量、屈服強(qiáng)度等）、截面形狀和尺寸（慣性矩、塑性系數(shù)等）、荷載類型和大小、梁的跨度和支撐條件等。影響因素為提高梁的穩(wěn)定性，可以采取以下措施：合理選擇截面形狀和尺寸，提高材料的強(qiáng)度和塑性，合理布置支撐和固定約束，避免應(yīng)力集中和削弱薄弱環(huán)節(jié)等。此外，對于某些特定情況，可以通過增加或減小慣性矩、改變加載方式或調(diào)整邊界條件等方法來改善梁的穩(wěn)定性。改善措施梁的穩(wěn)定性影響因素及改善措施06工程實(shí)例分析簡支梁是指兩端支承在固定端支座上，承受靜力荷載的梁。定義受力分析分析方法簡支梁在靜力荷載作用下，主要承受彎矩和剪力。彎矩在跨中最大，剪力在支座處最大。采用靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行分析，計(jì)算跨中彎矩和支座剪力，確定梁的截面尺寸和配筋。030201簡支梁受力分析實(shí)例連續(xù)梁是指具有三個或更多個支承點(diǎn)的梁，其中每個支承點(diǎn)都與相鄰的支承點(diǎn)通過支承梁連接。定義連續(xù)梁承受靜力荷載時，主要承受彎矩和剪力。彎矩在跨中最大，剪力在支座處最大。此外，由于支承梁的存在，連續(xù)梁還承受一定的扭矩。受力分析采用靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行分析，計(jì)算跨中彎矩、支座剪力和扭矩，確定梁的截面尺寸和配筋。分析方法連續(xù)梁受力分析實(shí)例定義懸