建筑力學(xué) 課件 第07章 基本變形桿件的強度與剛度

工程力學(xué)第7章基本變形桿件的強度與剛度其中：[

]--許用應(yīng)力，

max--危險點的最大工作應(yīng)力。②設(shè)計截面尺寸依強度準則可進行三種強度計算：

保證構(gòu)件不發(fā)生強度破壞并有一定安全余量的條件準則:

①校核強度③許可載荷

拉壓桿的強度計算桿件的強度破壞總是從某些最大應(yīng)力點處開始的,這些點稱為危險點。

已知一圓桿受拉力FP

=25kN，直徑d=14mm，許用應(yīng)力

[

]=170MPa，試校核此桿是否滿足強度要求。解：①軸力：②應(yīng)力：③強度校核：④結(jié)論：此桿滿足強度要求，能夠正常工作。強度校核例題桿AB為鋼制圓截面桿，，桿BC為木制正方形截面桿，。起吊重量，試設(shè)計各桿的截面尺寸。(1)受力分析：截面設(shè)計例題(2)由強度條件確定截面尺寸例題

AB、CD均為剛體，BC、EF為圓截面鋼桿，，試確定結(jié)構(gòu)能承受的許可載荷。分析：承載力計算計算BC、EF桿的軸力(是的函數(shù))由各桿強度條件解不等式(得結(jié)構(gòu)許可載荷)例題(1)受力分析：(2)強度計算：由EF桿決定結(jié)構(gòu)許可載荷(2)強度計算：例題簡易起重機構(gòu)如圖，AC為剛性梁，吊車與吊起重物總重為P，為使BD桿最輕，角

應(yīng)為何值？已知BD

桿的許用應(yīng)力為[

]。分析：xLhqFPABCD構(gòu)件設(shè)計例題

BD桿面積A：解：

BD桿內(nèi)力F(q)：取AC為研究對象，如圖FAyFAxqFBDxLFPABC例題③求VBD

的最小值：FAyFAxqFBDxLFPABC例題圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度和剛度計算強度條件：對于等截面圓軸：[

]稱為許用切應(yīng)力一、強度計算或[

]稱為許用單位扭轉(zhuǎn)角。二、剛度計算

例題解：①受力分析，作扭矩圖；

強度合格剛度合格梁的強度計算1、強度條件：2、剛度條件其中[

]稱為許用轉(zhuǎn)角；[w/L]稱為許用撓跨比。

解：畫內(nèi)力圖求危險截面內(nèi)力矩形(b

h=0.12m0.18m）截面木梁如圖，[

]=7MPa，[

]=0.9MPa，試求最大正應(yīng)力和最大切應(yīng)力之比,并校核梁的強度。q=3.6kN/mxM+ABL=3mFs–+x例題

求最大應(yīng)力并校核強度

應(yīng)力之比q=3.6kN/mxM+Fs–+x例題梁的合理強度設(shè)計1、集中荷載避免放在跨中2、設(shè)置外伸段，減小跨度3、荷載分散化降低最大彎矩值一、合理布置外力（包括支座），使Mmax

盡可能小。荷載(支座)的布置降低最大彎矩截面的選擇增大截面抗彎系數(shù)FL/2L/2Mx+FL/4FL/43L/4Mx3FL/16FL/54L/5對稱MxFL/10MxqL=FLL/5qL/5402qL502qL-MxqL/2L/2Mx合理布置支座FFF1、矩形木梁的合理高寬比R北宋李誡于1100年著?營造法式?一書中指出:矩形木梁的合理高寬比(h/b)為1.5托馬斯·楊(T.Young)于1807年著?自然哲學(xué)與機械技術(shù)講義?一書中指出:矩形木梁的合理高寬比為bh二、梁的合理截面形狀2、在面積相等的情況下，選擇抗彎系數(shù)最大的截面zDzaazD0.8Da12a1z

對于抗拉強度與抗壓強度相同的材料，宜采用對稱于中性軸的截面，如工字形、矩形等截面。如下圖：3、根據(jù)材料特性選擇截面形狀

對于鑄鐵類抗拉、壓能力不同的材料，宜選擇中性軸偏向于受拉一側(cè)的截面，如T形、槽形等截面，即：若抗拉能力弱，而梁的危險截面處又上側(cè)受拉，則令中性軸靠近上端。如下圖：sCz三、合理放置截面四、采用變截面梁最好是等強度梁