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梁的正应力强度条件

【摘要】:产生最大正应力的截面称为危险截面。为了保证梁具有足够的强度,必须使梁危险截面上的最大正应力不超过材料的许用应力,即式为梁的正应力强度条件。在已知梁的横截面形状和尺寸、材料及所受荷载的情况下,可校核梁是否满足正应力强度条件。当已知梁的荷载和所用的材料时,可根据强度条件,先计算出所需的最小抗弯截面系数:然后根据梁的截面形状,再由Wz值确定截面的具体尺寸或型钢号。

(1)最大正应力。在强度计算时必须算出梁的最大正应力。产生最大正应力的截面称为危险截面。对于等直梁,最大弯矩所在的截面就是危险截面。危险截面上的最大应力点称为危险点,它发生在距中性轴最远的上、下边缘处。

对于中性轴为截面对称轴的梁,其最大正应力的值为

式中 Wz——抗弯截面系数(或模量),它是一个与截面形状和尺寸有关的几何量,其常用单位为m3或mm3

对高为h、宽为b的矩形截面,其抗弯截面系数为

对直径为D的圆形截面,其抗弯截面系数为

工字钢槽钢角钢等型钢截面的抗弯截面系数Wz,可从型钢表中查得。

(2)正应力强度条件。为了保证梁具有足够的强度,必须使梁危险截面上的最大正应力不超过材料的许用应力,即

式(7-16)为梁的正应力强度条件。

根据强度条件可解决工程中有关强度方面的三类问题:

①强度校核。在已知梁的横截面形状和尺寸、材料及所受荷载的情况下,可校核梁是否满足正应力强度条件。即校核是否满足式(7-16)。

②设计截面。当已知梁的荷载和所用的材料时,可根据强度条件,先计算出所需的最小抗弯截面系数:

然后根据梁的截面形状,再由Wz值确定截面的具体尺寸或型钢号。

③确定许用荷载。已知梁的材料、横截面形状和尺寸,根据强度条件先算出梁所能承受的最大弯矩,即

然后由M与荷载的关系,算出梁所能承受的最大荷载。