首页 理论教育建筑力学第3版:轴向拉伸与弯曲组合变形的强度计算

建筑力学第3版:轴向拉伸与弯曲组合变形的强度计算

【摘要】:下面结合图10-7所示的受力杆件,说明拉(压)、弯组合变形时的正应力及其强度计算。图10-6图10-7计算杆件在拉(压)、弯组合变形下的正应力时,与斜弯曲类似,仍采用叠加的方法,即分别计算杆件在轴向拉伸(压缩)和弯曲变形下的应力,再代数相加。用式计算正应力时,应注意正、负号:轴向拉伸时,σ′为正;压缩时,σ′为负。最大拉应力为最大压应力为

杆件上同时作用有轴向力和横向力时,轴向力使杆件拉伸(压缩),横向力使杆件弯曲,此时杆件的变形为拉伸(压缩)与弯曲的组合变形。图10-6所示的烟囱在自重作用下引起轴向压缩,在风力作用下引起弯曲,所以是轴向压缩与弯曲的组合变形。

下面结合图10-7(a)所示的受力杆件,说明拉(压)、弯组合变形时的正应力及其强度计算。

图10-6

图10-7

计算杆件在拉(压)、弯组合变形下的正应力时,与斜弯曲类似,仍采用叠加的方法,即分别计算杆件在轴向拉伸(压缩)和弯曲变形下的应力,再代数相加。轴向外力P单独作用时,横截面上的正应力均匀分布[图10-7(b)],其值为

在横向力q作用下梁发生平面弯曲,正应力沿截面高度呈直线规律分布[图10-7(c)],横截面上任一点的正应力为

在P、q共同作用下,横截面上任一点的正应力为

式(10-5)就是杆件在拉(压)、弯组合变形时横截面上任一点的正应力计算公式。

用式(10-5)计算正应力时,应注意正、负号:轴向拉伸时,σ′为正;压缩时,σ′为负。σ″的正负随点的位置而不同,仍根据梁的变形来判定(拉为正,压为负)。

有了正应力计算公式,很容易建立正应力强度条件。对图10-7(a)所示的拉、弯组合变形杆,最大正应力发生在弯矩最大截面的边缘处,其值为

正应力强度条件则为

【例10-2】 承受横向均布荷载和轴向拉力的矩形截面简支梁如图10-8所示。已知q=2kN/m,P=8kN,l=4m,b=12cm,h=18cm,试求梁中的最大拉应力和最大压应力。

图10-8

【解】 梁在q作用下的弯矩图如图10-8所示,最大拉应力和最大压应力分别发生在跨中截面的下边缘和上边缘处。最大拉应力为

最大压应力为