提高构件弯曲强度的措施
提高弯曲强度的措施-19
§7-5 提高弯曲强度的措施如前所述,弯曲正应力是影响弯曲强度的主要因素。
根据弯曲正应力的强度条件][max max σσ≤=zW M (a ) 上式可以改写成内力的形式][][max σz W M M =≤ (b ) (b )式的左侧是构件受到的最大弯矩,(b )式的右侧是构件所能承受的许用弯矩。
由(a )和(b )两式可以看出,提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑:减小最大弯矩、提高抗弯截面系数和提高材料的力学性能。
1.减小最大弯矩1)改变加载的位置或加载方式首先,可以通过改变加载位置或加载方式达到减小最大弯矩的目的。
如当集中力作用在简支梁跨度中间时(6-13a ),其最大弯矩为Pl 41;当载荷的作用点移到梁的一侧,如距左侧l 61处(图6-13b ),则最大弯矩变为Pl 365,是原最大弯矩的倍。
当载荷的位置不能改变时,可以把集中力分散成较小的力,或者改变成分布载荷,从而减小最大弯矩。
例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为两个集中力(图6-13c ),而使最大弯矩降低为56.0Pl 81。
利用副梁来达到分散载荷,减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。
2)改变支座的位置其次,可以通过改变支座的位置来减小最大弯矩。
例如图6-14a 所示受均布载荷的简支梁,22max 125.081ql ql M ==。
若将两端支座各向里移动 (图6-14b ),则最大弯矩减小为l 2.02401ql ,22max 025.0401ql ql M ==只及前者的51。
图6-15a 所示门式起重机的大梁,图6-15b 所示锅炉筒体等,其支承点略向2.提高抗弯截面系数中间移动,都是通过合理布置支座位置,以减小 的工程实例。
1在截面积高。
例如对截maxM )选用合理的截面形状A 相同的条件下,抗弯截面系数 W 愈大,则梁的承载能力就愈面高度b 的矩形截面梁,梁竖放时h 大于宽度216bh W =;而梁平放时,1226hb W =。
提高构件弯曲强度的措施
提高构件弯曲强度的措施
要提高构件的弯曲强度,可以采取以下措施:
1. 选用高强度材料:选择具有较高屈服强度和抗拉强度的材料作为构件的材料,可以提高构件的整体弯曲强度。
2. 增加构件的截面形状:通过增加构件的截面形状,如增加截面的宽度或高度,以及改变截面的形状,可以增加构件的截面面积和力臂,从而提高构件的弯曲强度。
3. 增加构件的剖面厚度:增加构件的剖面厚度可以增加构件的惯性矩,从而提高构件的弯曲强度。
4. 使用加筋材料:在构件的受力部位加入加筋材料,如钢筋、纤维增强材料等,可以增加构件的受力面积和刚度,从而提高构件的弯曲强度。
5. 优化构件的设计:通过合理设计构件的几何形状和布局,可以减小构件的受力集中程度,提高构件对外力的承载能力,从而提高构件的弯曲强度。
6. 加强构件的连接:在构件的连接处采用合适的连接方式和技术,如焊接、螺栓连接等,可以增加构件的整体刚度和强度,提高构件的弯曲强度。
7. 进行热处理或工艺优化:通过适当的热处理或工艺优化,可以改变构件的晶界结构和内部应力分布,使构件具有更好的弯曲强度。
需要根据具体构件的材料、形状和受力情况,综合考虑上述措施,选择适合的方法来提高构件的弯曲强度。
构件弯曲刚度-概述说明以及解释
构件弯曲刚度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述构件弯曲刚度是指构件在承受外力作用下发生弯曲时所表现出的抵抗变形的能力。
在工程领域中,构件弯曲刚度是一个重要的参数,它直接影响着结构的稳定性和持久性能。
构件弯曲刚度的概念可以从两个方面来理解。
首先,从力学角度来看,构件弯曲刚度是指在给定的外力作用下,构件所发生的弯曲变形与所施加力矩的比值。
其数值越大,说明构件越难被弯曲和变形,具有较高的刚度。
其次,从工程设计角度来看,构件弯曲刚度反映了结构对外界荷载的抵抗能力。
在实际工程中,为了确保结构的稳定性和安全性,需要合理选取构件的弯曲刚度。
构件弯曲刚度受多种因素的影响。
首先,构件的材料性质是影响弯曲刚度的重要因素之一。
不同材料具有不同的弯曲刚度,如强度高的材料往往具有较高的弯曲刚度。
其次,构件的几何形状对弯曲刚度也有着重要的影响。
构件的截面形状和尺寸大小会直接影响构件的刚度。
此外,外部环境条件以及构件与其他构件之间的连接方式也会对弯曲刚度产生一定的影响。
在实际工程设计中,构件弯曲刚度的重要性不可忽视。
具有较高弯曲刚度的构件可以有效地抵抗外界荷载的作用,提高结构的稳定性和安全性。
同时,弯曲刚度也与结构的变形和挠度密切相关。
通过合理设计和加强构件的弯曲刚度,可以降低结构的变形,提高结构的使用寿命。
为了提高构件的弯曲刚度,可以采取多种方法。
首先,选用合适的材料,如高强度材料或具有较高刚度的材料,可以有效提高构件的弯曲刚度。
其次,通过改变构件的截面形状和尺寸,可以增加构件的刚度。
此外,采用适当的连接方式和支撑结构,也可以有效增加构件的弯曲刚度。
总之,构件弯曲刚度在工程设计中扮演着重要的角色。
了解构件弯曲刚度的定义、影响因素以及提高方法,对于设计出稳定可靠的工程结构具有重要意义。
在未来的研究和实践中,我们应该进一步深入研究构件弯曲刚度的理论与应用,为工程结构的设计和施工提供更准确、可靠的指导。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述构件弯曲刚度的相关内容:1. 引言:在引言部分,将对构件弯曲刚度的概念进行概述,介绍本文的目的和重要性。
材料力学
解:(1) (2)
5.已知薄壁圆轴的外径D=76mm,壁厚 =2.5mm,所承受的转矩M=1.98kN·m,材料的许用应力[τ]=100MPa,剪切弹性模量G=80GPa,许用单位长度扭转角[ ] = 2°/m。试校核此轴的强度和刚度。
13.在板状试件的表面上,沿纵向和横向粘贴两个应变片 和 ,在力F作用下,若测得 , ,则该试件材料的泊松比为C。A. 3 B.-3 C. 1/3 D.-1/3
14.脆性材料的抗拉能力比抗压能力差,塑性材料的抗拉能力比抗压能力强。
15.静载下塑性材料的强度指标是屈服极限,脆性材料的强度指标是强度极限。
(1)列出弯矩方程。定出如图所示坐标,弯矩方程为M(x)=F(l-x)(2)列挠曲线微分方程并积分EIy’’=F(l-x)
(3)确定积分常数。积分常数可利用边界条件来确定。在悬臂梁中,边界条件是固定端处的转角为零,挠度也为零
(4)列转角方程和挠度方程。可求出梁任一截面的转角和挠度。在自由端B截面处出现最大转角与最大挠度
3.试求图示应力状态的主应力及最大剪应力(应力单位为MPa)。
解: , 是主应力
MPa
1.一倾斜矩形截面梁AB如图,在其中点C处作用有铅垂力F=25kN,试求梁AB中的最大拉应力和最大压应力。
解:(1)受力分析
力F可分解为F1=Fcos30°和F2=sin30°,梁发生弯曲和压缩的组合变形。最大弯矩发生在C截面 AC段轴力为FN=--sin30°
(3)叠加求C端的挠度yC=y1+y2
1.求图示单元体的主应力。
解:由公式 得 1=8.284 MPa 3= -48.284 MPa 2=0
工程力学下题库
工程力学题库一、填空题(每空1分,共57分)(难度A)第八章轴向拉伸和压缩1. "强度"是构件在外力作用下____________ 的能力。
2. 通常,各种工程材料的许用切应力[T不大于其____________ 切应力。
3. 在材料力学中,对可变形固体的性质所作的基本假设是假设、___________________ 设和 ______________ 假设。
4. 衡量材料强度的两个重要指标是_______________ 和_____________________ 。
5. 由于铸铁等脆性材料的很低,因此,不宜作为承拉零件的材料。
6. 在圆轴的台肩或切槽等部位,常增设_____________________ 结构,以减小应力集中。
7. 消除或改善是提高构件疲劳强度的主要措施。
第九章剪切与扭转1. 应用扭转强度条件,可以解决_______________________ 、 _____________________ 和_____________ _____ —等三类强度计算问题。
2. 在计算梁的内力时,当梁的长度大于横截面尺寸____________ 倍以上时,可将剪力略去不计。
3. 若两构件在弹性范围内切应变相同,则切变模量G值较大者的切应力较______________ 。
4. 衡量梁弯曲变形的基本参数是___________________ 和________________________ 。
5. 圆轴扭转变形时的大小是___________________________________ 用来度量的。
6. 受剪切构件的剪切面总是___________ 于外力作用线。
7. 提高圆轴扭转强度的主要措施:______________________ 和__________________ 。
8. 如图所示拉杆头为正方形,杆体是直径为d圆柱形。
1. 作用在梁上的载荷通常可以简化为以下三种类型:___________ 、2. 按照支座对梁的约束情况,通常将支座简化为三种形式:______3. 根据梁的支承情况,一般可把梁简化为以下三种基本形式:____4. ___________________________ 对梁的变形有两种假设:、______________________________________ 。
提高梁弯曲强度的措施
一、概念
梁:以弯曲变形为主要变形形式的杆件。
一、概念
强度:构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
一、概念
强度:构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
40人死亡,14人受伤,直 接经济损失631万元。
一、概念
强度条件
σmax
Mmax Wz
≤ [σ]
τmax
Fs,maxS*z,max Izb
二、提高梁弯曲强度的措施
抗弯截面系数
Wz ymIzax
Iz A y2dA
C
z
ymax
y z
dA
y
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
(1)合理安排梁上载荷 (2)合理安排梁的支座
2、选择合理的梁的截面形状
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
(a(aF/2
F
A
A
A
l/4 l/l4/4 ll//44
F
BB
ll/4/4 Bl/4
A l/6
M
M
M
l/4 l/4 l/4 l/4
Fl
Fl 8
8
Fl 8
M 5
x3
(b)
x
x
(b) (b)
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
(1)合理安排梁上载荷 (2)合理安排梁的支座
≤ [τ]
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
二、提高梁弯曲强度的措施
AA AA
MM MM
FF FF
l/l2/2 l/2l/2
l/l2/2 l/2l/2 F4Fl l FlF4l 44
《材料力学 第2版》_顾晓勤第11章第6节 提高构件疲劳强度的措施
为减小应力集中影响, 设计焊接件时,要求使 焊缝尽量远离高应力区 域,尽量避免焊缝的交 汇,对焊缝进行磨削加 工使焊缝平滑,角焊缝 采用坡口焊。
尽量避免构件表面受到机械碰伤(如刀痕、打记 号)和化学损伤(如腐蚀、氧化脱碳、生锈等)。
ห้องสมุดไป่ตู้
第 6 节 提高构件疲劳强度的措施 第十一章 动载荷和疲劳
提高构件表面层的强度,是提高构件疲劳强度的 重要措施。生产上通常采用表面热处理(如高频 淬火)、化学处理(如表面渗碳或氮化)和表面 机械强化(如滚压、喷丸)等方法,使构件表面 层强度提高。
第 6 节 提高构件疲劳强度的措施 第十一章 动载荷和疲劳
一、合理选材
为提高疲劳强度,应选择对应力集中敏感性低的 材料。在各种钢材中,通常情况下强度极限较低 的材料,对应力集中的敏感性也较低,相同外形 尺寸改变处的有效应力集中因数也较低,其构件 的疲劳强度也较高。
静强度设计时希望强度极限较高的材料,而考虑 疲劳强度时宜选择强度极限较低的材料,设计时 要对二者的要求相权衡,以确定合适的材料。
第 6 节 提高构件疲劳强度的措施 第十一章 动载荷和疲劳
三、提高构件表面质量
构件弯曲或扭转时表层的应力一般较大,加上构 件表面的切削刀痕又将引起应力集中,故容易形 成疲劳裂纹。降低表面粗糙度,可以减弱切削刀 痕引起的应力集中,从而提高构件的疲劳强度。 特别是高强度构件,对应力集中较敏感,只有采 用精加工方法,才能有利于发挥材料的高强度性 能。此外,应尽量避免构件表面的机械损伤和化 学腐蚀。
选材还需要考虑工作环境。例如,在低温下工作 的构件,应选择韧性更好的材料;在腐蚀环境中 工作的构件,应选择耐腐蚀性强的材料;等等。
职称专业晋级材料力学考试填空题
职称专业晋级材料力学考试大纲1、绪论构件的承载能力,变形固体的基本假设,外力及其分类,内力、应力的概念,线应变与角应变,杆件变形的基本形式。
2、拉伸与压缩轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,轴向拉伸压缩时的强度计算,直杆轴向拉伸(压缩)时的强度计算,直杆轴向拉伸(压缩)时斜截面的应力,材料在拉伸时的机械性质,材料在压缩时的机械性质,塑型材料与脆性材料的机械性质、许用应力与安全系数,轴向拉伸压缩时变形、应力集中的概念。
3、剪切剪切的概念,纯剪切的概念,剪应力互等定理。
4、扭转外力偶计算,扭矩和扭矩图,圆轴扭转时的应力和强度条件,圆轴扭转时的变形及刚度条件。
5、弯曲强度静定梁的基本形式,剪力和弯矩、剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图,载荷集度和剪力与弯矩间的微分关系,横力弯曲时梁的正应力、正应力强度条件,弯曲时的剪应力,提高弯曲强度的措施。
6、弯曲变形挠曲线微分方程,挠曲线刚度条件,用叠加法求弯曲变形提高弯曲刚度的措施。
7、应力状态理论与强度理论二向应力状态和三向应力状态,二项应力状态分析——图解法,广义虎克定律,强度理论的概念,常用的四种强度理论组合变形下的强度计算。
8、静不定系统静不定系统的概念,职称专业晋级材料力学考试题一、材料力学填空题1、构件的承载能力包括_______ 、 _______ 和_______ 3 个方面。
标准答案强度,刚度,稳定性答题时间 2 难易级别12、为简化材料力学的分析和计算,对变形固体的材料主要性能作的假设有 _____________________ 、_______ 和 ___________ 3 点。
标准答案连续性假设,均匀性假设,各向同性假设答题时间 2 难易级别23、杆件变形的基本形式有___________ 、_______ 、 _____ 和 ____ 。
标准答案轴向拉伸或压缩,剪切,扭转,弯曲答题时间2 难易级别14、在轴向拉压杆中,只有一种沿杆轴作用的内力,这种内力称为__________________ 。
化工设备机械基础复习1
化工设备机械基础复习题一、填空题1、强度是指构件____的能力。
2、刚度是指构件____的能力。
3、稳定性是指构件____平衡状态的能力。
4、如物体相对于地球静止或作匀速运动,则称物体处于____。
5、物体受外力作用变形时,其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为__6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要____。
7、在轴向拉伸式压缩时,杆件不但有____变形,同时____也发生变形。
8、扭转是____的又种变形方式。
9、τ=Gr称为____虎克定律。
10、弯曲是工程实际中最常见的一种____变形形式。
11、简支梁是梁的一端为固定铰支座,另一端为____。
12、外伸梁是简支梁的一端或____伸出支座之外。
13、悬臂梁是梁的一端固定,另一端____。
14、最大拉应力理论又称____强度理论。
15、最大伸长线应变理论又称____强度理论。
16、最大剪应力理论又称____强度理论。
17、形状改变比能理论,又称____强度理论。
18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为____应力。
19、硬度是用来____固体材料软硬程度的力学性能指标。
20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂____。
21、化工设备的密封性是一个十分____的问题。
22、化工设备的耐久性是根据所要求的____年限来决定。
23、发生边缘弯曲的原因是由于____变形不连续。
24、当q/b=2时为标准型椭圆形封头。
25、圆柱壳体的环向应力为σθ=PD/2δ26、球形壳体的环向应力为σθ=PD/4δ27、δd是圆筒的____厚度。
28、δ是圆筒的____厚度。
29、有效厚度δe=δ+△30、凸形封头包括半球形封头____封头、碟形封头、球冠形封头四种。
31、碟形封头由以R i为半径的球面,以r为半径的____和高度为h0的直边三部分组成。
32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较,其____情况较差。
33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的____封头。
提高梁的弯曲强度的主要措施
提高梁的弯曲强度的主要措施
提高梁的弯曲强度是建筑工程中非常重要的一项工作。
梁是建筑物中承受荷载的主要构件之一,其弯曲强度的高低直接影响着建筑物的安全性和稳定性。
因此,提高梁的弯曲强度是建筑工程中必须要重视的问题。
下面,我们将介绍几种提高梁的弯曲强度的主要措施。
1. 选择合适的材料
梁的弯曲强度与材料的强度密切相关。
因此,在设计梁的时候,应该选择强度高、质量好的材料。
常用的梁材料有钢筋混凝土、木材、钢材等。
其中,钢筋混凝土是目前建筑工程中最常用的梁材料,其强度高、耐久性好、施工方便等优点,使其成为建筑工程中的首选材料。
2. 加强梁的截面形状
梁的截面形状对其弯曲强度有很大的影响。
在设计梁的时候,应该尽量选择截面形状合理、强度高的梁型。
常用的梁型有矩形梁、T 形梁、I形梁等。
其中,I形梁的强度最高,是建筑工程中常用的梁型之一。
3. 增加梁的截面面积
梁的截面面积越大,其弯曲强度就越高。
因此,在设计梁的时候,
应该尽量增加梁的截面面积。
常用的增加梁截面面积的方法有加宽梁的翼缘、加厚梁的腹板等。
4. 加强梁的支撑
梁的支撑对其弯曲强度也有很大的影响。
在设计梁的时候,应该尽量加强梁的支撑。
常用的加强梁支撑的方法有增加支撑点、加强支撑点的承载能力等。
提高梁的弯曲强度是建筑工程中非常重要的一项工作。
在设计梁的时候,应该选择合适的材料、加强梁的截面形状、增加梁的截面面积、加强梁的支撑等措施,以提高梁的弯曲强度,确保建筑物的安全性和稳定性。
钢结构构件弯曲问题的解决方案
钢结构构件弯曲问题的解决方案钢结构构件在各种建筑和工程项目中扮演着重要的角色。
然而,由于受到外力的作用,这些构件常常会遭受弯曲变形,给项目的稳定性和安全性带来潜在威胁。
因此,寻找和实施解决这一问题的有效方案是至关重要的。
1. 材料选择与设计首先,在解决钢结构构件弯曲问题时,正确的材料选择至关重要。
钢材的强度和刚度能够提供良好的结构支撑,抵抗外力的作用并减轻弯曲变形。
选择高强度的钢材料可以更好地满足项目需求,例如使用高强度低合金钢(HSLA)或碳纤维增强复合材料(CFRP)等。
此外,通过细致的设计和计算,确定适当的截面形状和尺寸,可以最大程度地减少弯曲的可能性。
2. 加强支撑结构在设计过程中,考虑加强支撑结构是解决弯曲问题的重要环节。
通过增加框架和剪力墙等支撑结构,能够有效地分担和承担钢结构构件所受的荷载,减少弯曲变形的风险。
此外,合理设置纵横向的支撑结构,能够提升整个钢结构系统的稳定性和刚度,从而增强其抵御弯曲力的能力。
3. 应用预应力技术预应力技术是另一个值得考虑的方案,可用于解决钢结构构件的弯曲问题。
通过在构件上施加正向弯曲力,使其产生预先应变,可在一定程度上抵消所受外力的弯曲变形。
这种技术不仅可以提高构件的刚度和承载能力,还有助于提高整个结构的稳定性和安全性。
4. 热处理与综合使用钢结构构件经过适当的热处理可以改善其弯曲性能。
通过控制冷却速度、退火过程和温度等因素,可以调整钢材的晶格结构和力学性能,提高其抗弯性能。
此外,结合其他解决方案,如预应力技术、增加支撑等,可以形成综合应用的解决方案,提供更好的弯曲问题的抵抗能力。
综上所述,钢结构构件弯曲问题的解决方案可以从材料选择与设计、加强支撑结构、应用预应力技术、热处理与综合使用等多个方面入手。
在实际应用中,应根据具体项目和结构需求,综合考虑并采用适当的解决方案,以保证钢结构的稳定性和安全性。
通过持续的研究和实践,我们可以不断完善解决方案,为钢结构构件弯曲问题提供更好的解决方案。
材料力学复习考点
南通大学建工学院材料力学考点复习(个人自己参考一些资料,总结的复习考点)01 本章小结1.材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。
2.构成构件的材料是可变形固体。
3.对材料所作的基本假设是:均匀性假设,连续性假设及各向同性假设。
4.材料力学研究的构件主要是杆件,且是小变形杆件。
5.内力是指在外力作用下,物体内部各部分之间的相互作用;显示和确定内力可用截面法;应力是单位面积上的内力。
点应力可用正应力与剪应力表示。
6.对于构件任一点的变形,只有线变形和角变形两种基本变形。
7.杆件的四种基本变形形式是:拉伸(或压缩),剪切,扭转以及弯曲。
02-1 本章小结1.本章主要介绍轴向拉伸和压缩时的重要概念:内力、应力、变形和应变、变形能等。
轴向拉伸和压缩的应力、变形和应变的基本公式是: 正应力公式AN=σ 胡克定律EEAll σε==∆,F 胡克定律是揭示在比例极限内应力和应变的关系,它是材料力学最基本的定律之一。
平面假设:变形前后横截面保持为平面,而且仍垂直于杆件的轴线。
轴向拉伸或压缩的变形能。
2.材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。
对于材料力学性能的研究一般是通过实验方法,其中拉伸试验是最主要、最基本的一种试验。
低碳钢的拉伸试验是一个典型的试验。
它可得到如下试验资料和性能指标:拉伸全过程的曲线和试件破坏断口;b s σσ,—材料的强度指标; ψδ,—材料的塑性指标。
其中E —材料抵抗弹性变形能力的指标;某些合金材料的2.0σ—名义屈服极限等测定有专门拉伸试验。
3.工程中一般把材料分为塑性材料和脆性材料。
塑性材料的强度特征是屈服极限 sσ和强度极限 b σ(或 2.0σ),而脆性材料只有一个强度指标,强度极限 b σ。
4.强度计算是材料力学研究的重要问题。
轴向拉伸和压缩时,构件的强度条件:[]σσ≤=AN它是进行强度校核、选定截面尺寸和确定许可载荷的依据。
5.应通过本章初步掌握拉压超静定问题的特点及解法。
钢筋混凝土构件的变形
第9章钢筋混凝土构件的变形、裂缝验算及耐久性一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求,验算时材料强度采用标准值,荷载采用标准值、准永久值。
2. 增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3.平均裂缝宽度计算公式中,σ是指裂缝截面处的纵向钢筋拉应力,其值是按荷载sk效应的标准组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而增大,随纵筋配筋率增大而减小。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中釆用的最小刚度原则是指在相同符号弯矩范围内,假定其刚度为常数,并按最大弯矩截面处的最小刚度进行计算。
6.裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指裂缝间受拉纵筋平均应变与裂缝截面处的受拉纵筋应变之比,反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
7.结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的裂缝宽度和变形不应超过规定的限值。
8.结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用年限的要求。
9.混凝土结构应根据使用环境类别和结构类别进行耐久性设计。
10.在荷载作用下,截面受拉区混凝土中出现裂缝,裂缝宽度与受拉纵筋应力几乎成正比。
11.钢筋混凝土和预应力混凝土构件,按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级最大裂缝宽度限值。
12.平均裂缝间距与混凝土保护层厚度、纵向受拉钢筋直径、纵向受拉钢筋表面特征系数及纵向钢筋配筋率有关。
13.轴心受拉构件的平均裂缝宽度为构件裂缝区段范围内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长之差。
14.最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数,这个系数是考虑裂缝宽度的随机性以及长期荷载作用的影响。
15.受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合,并考虑荷载长期作用影响进行计算。
16.结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。
17.环境类别中一类环境是指室内正常环境。
二、选择题1.减少钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度,首先应考虑的措施是[ a ]。
提高轴心受压构件承载力的措施
提高轴心受压构件承载力的措施
1.增加材料强度:通过采用高强度和高韧性的材料,提高轴心受压构件的承载力。
例如,选用高强度钢材或者高强度混凝土。
2. 加强构件截面形状:通过改变截面形状,使得轴心受压构件的承载力得到提高。
例如,采用加宽或加厚的截面形状,或者采用具有弯曲抵抗能力的截面形状。
3. 使用加固材料:通过在轴心受压构件的表面涂覆或者嵌入加固材料,可以提高承载力。
例如,使用碳纤维增强材料、玻璃纤维增强材料等。
4. 进行预应力处理:预应力处理可以使轴心受压构件具有更好的抵抗变形的能力和更高的承载力。
例如,通过拉力或者压力的处理,将受力面上的预应力增大,提高承载力。
5. 减少初始缺陷:在设计和制造轴心受压构件时,尽可能减少初始缺陷,例如减少焊接缺陷、减少材料内部缺陷等,以提高承载力。
6. 加强支撑结构:对于长轴心受压构件,需要加强支撑结构,以避免局部侧向位移或者轴向位移,从而提高承载力。
7. 加强施工质量:在轴心受压构件的施工过程中,需要保证施工质量,减少施工误差和质量缺陷,以提高承载力。
- 1 -。
钢筋工程中常见的质量问题及处理措施
钢筋工程中常见的质量问题及处理措施钢筋作为建筑工程中重要的构造材料之一,其质量直接影响到工程的安全性和耐久性。
然而,在钢筋工程中常会出现一些质量问题,如钢筋锈蚀、错位、弯曲不合格等。
本文将探讨钢筋工程中常见的质量问题,并提出相应的处理措施,以保障工程的质量和安全。
一、钢筋锈蚀问题钢筋锈蚀是钢筋工程中常见的质量问题之一。
它会导致钢筋断裂、腐蚀加速和混凝土开裂等后果。
钢筋锈蚀通常是由于构件受潮、酸碱介质侵蚀或钢筋与混凝土接触不良等原因引起。
为了解决钢筋锈蚀问题,可以采取以下措施:1.合理选择钢筋材质,选用耐蚀性能较好的材料。
2.在施工过程中,加强对钢筋保护层的控制,确保其厚度符合设计要求。
3.进行定期检测,及时发现钢筋锈蚀的迹象,并采取相应的防腐措施。
二、钢筋错位问题钢筋错位是指钢筋在施工过程中位置偏离设计要求的情况。
这会导致构件受力不均匀,增加结构变形和破坏的风险。
要解决钢筋错位的问题,可以采取以下措施:1.加强对施工过程中钢筋位置的监控,确保其按照设计要求正确布置。
2.提高工人的质量意识,加强培训,提高施工质量。
3.采用合适的钢筋连接装置,确保钢筋的连续性和一致度。
三、弯曲不合格问题弯曲不合格是指钢筋在弯曲过程中出现形状不规则、弯头裂纹等问题。
这会降低钢筋的受力性能和连接性能。
为了解决钢筋弯曲不合格的问题,可以采取以下措施:1.加强对钢筋弯曲工艺的控制,确保每根钢筋的弯曲半径和弯曲角度符合要求。
2.加强人员培训,提高操作技能,减少弯曲不合格的机率。
3.定期检测,及时发现弯曲不合格问题,并采取相应的整改措施。
四、钢筋粘结不良问题钢筋和混凝土的粘结性能直接影响到构件的受力性能。
如果钢筋粘结不良,会导致构件开裂和破坏。
要解决钢筋粘结不良的问题,可以采取以下措施:1.加强混凝土配制控制,确保混凝土的抗压性能和粘结性能。
2.采用合适的钢筋表面处理方式,提高钢筋与混凝土的粘结强度。
3.加强施工质量管理,确保施工过程中钢筋与混凝土接触紧密,无空隙。
提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是
提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是
以下是提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法:
1.加强截面:通过增加截面尺寸或横截面面积来提高构件的承载能力和局部稳定性。
可以采用加粗钢板、增加钢筋数量或使用更高强度的材料等方法来实现加强截面。
2.增加端部支撑:在轴心受压构件的端部增加支撑或加固措施,提高构件端部的局部稳定性。
可以采用加装侧向支撑或加固钢板等方式来实现增加端部支撑。
3.提高材料强度:选择更高强度的材料制造轴心受压构件,可以提高构件的整体强度和稳定性。
可以选择高强度钢材或使用其他高强度材料来提高材料强度。
4.加强连接方式:选用合适的连接方式,提高构件的受力传递效果和稳定性。
可以采用焊接、螺栓连接等方式,并确保连接部位的强度和稳定性。
5.控制偏心度:合理控制轴心受压构件的偏心度,以减小构件的受压倾斜和局部稳定失稳的可能性。
在设计和施工过程中,需要注意偏心度的控制,并采取相应的措施来减小偏心度。
6.增加剪力连接:对于承受剪力和扭矩的轴心受压构件,可以增加剪力连接来提高其局部稳定性。
可以在构件的剪力区域加装适当的剪力钢筋或加固板等。
7.加强构件的弦向稳定:对于存在较大弯曲形变的轴心受压构件,可以采取合理的弦向稳定措施,例如加装侧向支撑、加固板等。
总之,提高轴心受压构件局部稳定的方法需要综合考虑构件的几何形状、材料性能、连接方式等因素,通过加强构件截面、增加支撑、控制偏心度等手段来提高构件的局部稳定性。
提高弯曲梁强度和刚度的措施(一)
提高弯曲梁强度和刚度的措施(一)提高弯曲梁强度和刚度随着现代建筑的发展,钢铁结构在建筑中的应用越来越广泛。
而作为钢结构中最常用的构件之一,弯曲梁的强度和刚度的提高是非常重要的。
针对此问题,可以采取以下措施:选择适当的材料弯曲梁的材料是影响其强度和刚度的关键因素之一。
在选择材料时,需要考虑其弹性模量、屈服强度、密度等因素。
具有高弹性模量和强屈服强度的材料,如高强度钢,能够提高弯曲梁的强度和刚度,并且减轻结构负荷。
采用加强措施在设计和制造过程中,采用加强措施也是提高弯曲梁强度和刚度的常用方法。
加强措施主要包括增加截面尺寸、安装中间支撑、设置撑杆等。
这些措施能够有效地抵抗扭矩和剪力,提高梁的弯曲刚度和荷载能力。
优化截面形状优化截面形状也是提高弯曲梁强度和刚度的重要手段之一。
常用的截面形状包括圆形、方形、矩形、梯形等。
根据弯曲梁受力情况的不同,可以选择适当的截面形状,以达到最佳的性能表现。
加强构造设计弯曲梁的构造设计是影响其性能的关键因素之一。
在进行构造设计时,需要考虑承载能力、强度、稳定性等多个方面的因素。
特别是在较大跨度的设计中,应加强受力部位的设计,增加加强板、加强筋、加厚板和加强角等构件,以增强其强度和刚度。
结语综上所述,改善弯曲梁的强度和刚度可以采用多种综合措施,如选择适当的材料、采用加强措施、优化截面形状、加强构造设计等。
这些措施不仅能够提高弯曲梁的性能,还能够增强建筑结构的整体性能。
注意事项在提高弯曲梁的强度和刚度时,还需要注意以下事项:1.材料的选择应当符合国家和行业标准,以确保其质量和性能符合要求。
2.加强措施的选择应当根据实际受力情况进行,避免盲目进行。
3.截面形状的优化应当结合实际情况,考虑结构的实用性和美观性。
4.构造设计应当符合国家及行业相关规定,确保结构安全稳定性。
5.在运输和安装过程中,应注意弯曲梁的保护,避免受到损坏而影响其性能。
结论弯曲梁的强度和刚度关系到建筑结构的稳定性与安全性。
梁体措施筋
梁体措施筋概述在建筑结构中,梁体是承担横向荷载和自身重量的重要构件,为了保证梁体的强度和稳定性,需要采取一系列措施进行加固和支撑,其中之一就是梁体措施筋。
本文将详细介绍梁体措施筋的定义、分类、施工要求和应用场景。
定义梁体措施筋,简称措施筋,是指在梁体中设置的用于增强其承载能力和抵抗变形的钢筋。
措施筋通常以纵向与梁轴平行的方式布置,具有较高的抗拉强度和抗压能力,能够有效提高梁体的刚度和承载力。
分类根据梁体的构造形式和加固目的,措施筋可以分为以下几类:1.正筋:正筋是在梁体主要受拉区域布置的筋杆,用于增加梁体的抗拉能力。
根据受力特点,正筋可分为上筋和下筋两类。
上筋布置在梁体的上表面,下筋布置在梁体的下表面。
2.侧筋:侧筋是在梁体主要受压区域布置的筋杆,用于增加梁体的抗压能力和承载力。
侧筋通常以纵向与梁轴平行的方式布置,并与正筋交错布置,形成一个稳定的加固体系。
3.弯曲筋:弯曲筋是在梁体受剪区域布置的筋杆,用于增加梁体的抗剪能力。
弯曲筋通常以纵向与梁轴垂直的方式布置,在受剪区域形成一个网格状的加固结构。
4.节段筋:节段筋是指在梁体受弯矩作用下的受压区域设置的加强筋杆。
节段筋通常以纵向与梁轴平行的方式布置,在受压区域形成一个笼状的加固结构,有效增加梁体的刚度和稳定性。
施工要求在进行梁体措施筋的施工过程中,需要注意以下要求:1.筋材选择:措施筋应选用强度和变形能力均满足要求的钢筋。
一般情况下,采用HRB400级别或以上的钢筋。
2.布置密度:措施筋的布置密度应根据梁体的设计荷载和要求进行确定。
一般情况下,正筋的截面积应满足设计要求的梁体抗拉面积,侧筋的间距和截面积应满足设计要求的梁体抗压面积。
3.连接方式:措施筋与主筋的连接应采用可靠的连接方式,常见的连接方式有焊接和绑扎。
焊接连接适用于大型工程中的梁体措施筋,绑扎连接适用于小型工程中的梁体措施筋。
4.混凝土保护层:措施筋在混凝土中的保护层厚度应符合相关的设计规定,保证措施筋的耐久性和防腐蚀性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
提高构件弯曲强度的措施摘要:本文从弯曲正应力的强度条件出发,总结推导出要想提高材料弯曲强度应从两方面考虑:一方面是改善梁的受力情况,另一方面是采用合理的横截面形状。
紧接着结合生活中的工程实例,具体讨论了在满足强度条件下如何设计和选择既经济又合理的构件。
关键词:构件;弯曲强度;正应力;弯矩;抗弯截面系数工程结构或机械的各组成部分,如建筑物的梁和柱、机床的轴等,在规定载荷的作用下当然不应被破坏,例如桥梁不可断裂,储气罐不应爆破等。
若构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当都不能保证工程结构或机械的安全工作。
相反,也不应不恰当的加大横截面尺寸或选用优质材料,这虽然满足了上述要求却多使用了材料和增加了成本,造成浪费。
弯曲强度是材料力学中一条非常的重要的性质,在工程问题中,常常采取一些措施来提高构件的弯曲强度以提高构件的利用率,节约生产成本。
弯曲正应力是控制梁强度的主要因素,(1)式为弯曲正应力的强度条件。
max σ=WM max ≤[]σ (1) 其中max σ为弯曲正应力,max M 为弯矩,W 为抗弯截面系数。
强度条件是设计梁的主要依据。
从这个条件看出,要提高梁的承载能力,应从两方面考虑:一方面是改善梁(构件)的受力情况,以降低max M 的值;另一方面则是采用合理的横截面形状,以提高W 的值,使材料得到充分利用。
下面分几点讨论。
一、减小最大弯矩⑴改变支座的位置首先,应把梁的支座设置在合适的位置,以尽量降低梁内的最大弯矩,相对地说,也就是提高了梁的强度。
以图1.1(a )所示均布载荷作用下的简支梁为例,22max 125.08ql ql M == (2)图1.1若将两端支座各向里移动0.2l ,则最大弯矩减小为22max025.040ql ql M == (3) 只及前者的51。
也就是说按图1.1b 布置支座,承载能力即可提高4倍。
图1.2a 所示门式起重机的大梁,图1.2b 所示锅炉筒体等,其支承点略向中间移动,都是通过合理布置支座位置,以减小max M 的工程实例。
(a) 图1.2 (b)⑵改变加载的位置或加载方式合理配置载荷,也能降低最大弯矩。
如当集中力作用在简支梁跨度中间时(1.3a ),其最大弯矩为pl 41;当载荷的作用点移到梁的一侧,如距左侧l 61处(图1.3b ),则最大弯矩变为pl 365,是原最大弯矩的0.56倍。
当载荷的位置不能改变时,可以把集中力分散成较小的力,或者改变成分布载荷,从而减小最大弯矩。
例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为两个集中力(图1.3c ),而使最大弯矩降低为pl 81。
利用副梁来达到分散载荷,减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。
图1.3二、提高抗弯截面系数⑴选用合理的截面形状弯曲正应力的强度条件可改写成[]W M σ≤max (4) 显见,梁可能承受的max M 与抗弯截面系数W 成正比,W 越大越有利。
另一方面,使用材料的多少和自重的大小,则与横截面面积A 成正比,面积越小越经济、越轻巧。
因而合理的截面形状应该是截面面积较小,而抗弯截面系数W 较大。
例如使截面高度h 大于宽度b的矩形梁面积,抵抗铅垂平面内的弯曲变形时,如把截面竖放(图 1.4a ),则621bh W z =;如把截面平放,则622h b W z =。
两者之比是 bh W W z z =21>1,所以竖放比平放有较高的抗弯强度,更为合理。
因此,房屋和桥梁等建筑物中的矩形截面梁,一般都是竖放的。
但b h 也不能过大,否则可能因梁的侧向扭转而失稳。
截面的形状不同,其抗弯截面系数z W 也就不同。
可以用比值AW z 来衡量截面形状的合理性和经济性。
比值AW z 越大,则截面的形状就较为经济、合理。
可以算出矩形截面的比值AW z 为 h bhbh A W z 167.0612== 对圆形截面d dd A W z 125.043223==ππ 当矩形截面和圆形截面相等时,我们可以得到圆形截面的比值AW z 大于矩形截面的比值AW z ,所以现实生活中常常采用圆形截面。
受均布载荷作用的简支梁如图1.5所示,若分别采用横截面积相等的实心和空心圆截面,且1D =40mm ,4322=D d ,我们首先应分别计算他们的最大弯曲正应力,并求出空心截面比实心截面的最大正应力减少了百分之几,从而验证为什么在实际工程中采用空心截面。
由于空心与实心圆截面面积相等,所以)(44222221d D D -=ππ 222222222221)54()53(D D D d D D =-=-=将1D = 40 mm 代入上式,得2D = 50 mm ,2d = 30 mm均布载荷作用下的简支梁,最大弯矩产生在梁的跨度中点处截面上 m kN m N ql M ∙=∙⨯⨯==1821028232max 最大正应力发生在梁跨度中点处截面的上下边缘上。
实心圆截面梁的最大应力M P a Pa D M W M 159)04.0(1032323321max 1max max =⨯==ππσ 空心圆截面梁的最大应力M P a Pa D d D M W M 6.93])53(1[)05.0(1032])(1[3243342232max 2max max =-⨯=-=='ππσ 空心圆截面比实心圆截面梁的最大正应力减少了%1.411596.93159max max max =-='-σσσ 这就是实际工程中采用空心截面的一种原因。
机械工程中,经常用空心轴取代实心轴,也是选用合理截面形状程中使用空心轴有如下原因:①.轴件一般传递扭矩,实际上根据材料力学,传动扭矩的轴的外径部分,越向内部效能越低。
②.作为零部件设计最基本的成本最低原则,空心轴可以减少材料使用,成本较低。
③.使用材料的多少和自重的大小,与横截面面积A 成正比,根据材料力学,合理的截面形状应该是截面面积较小,而抗弯截面系数W 较大。
④.对于旋转速度较高的零部件,重量增大使转动惯量增加,重量越轻越好,比如汽车后桥传动轴。
⑤.对于卧式车床主轴来说,空心设计的原因除上述3条外,还在端部设计锥定位内孔,便于工装定心,如顶尖。
⑥.最后就是为了在轴中再穿过一根轴,而设计空心,比如双作用离合器拖拉机的离合器轴。
空心轴占用的空间体积比较大,但可以降低重量。
根据材料力学分析,在转轴传递扭矩时,从径向截面看,越外的地方传递有效力矩的作用越大。
在转轴需要传递较大力矩时,就需要较粗的轴径。
而由于在轴心部位传递力矩的作用较小,所以一般采用空心的,以减少转轴的自重。
⑵用变截面梁对于等截面梁,除max M 所在截面的最大正应力达到材料的许用应力外,其余截面的应力均小于,甚至远小于许用应力。
因此,为了节省材料,减轻结构的重量,可在弯矩较小处采用较小的截面,这种截面尺寸沿梁轴线变化的梁称为变截面梁。
若使变截面梁每个截面上的最大正应力都等于材料的许用应力,则这种梁称为等强度梁。
考虑到加工的经济性及其他工艺要求,工程实际中只能作成近似的等强度梁,例如机械设备中的阶梯轴(图1.6a ),摇臂钻床的摇臂(图1.6c )及工业厂房中的鱼腹梁(图1.6b )等。
三、如何合理的选用材料和进行截面设计构件选用何种材料,应综合考虑安全、经济等因素。
近年来低合金钢生产发展迅速, 如 Mn 16、MnTi 15钢等。
这些低合金钢的生产工艺和成本与普通钢相近,但强度高、韧 性好。
南京长江大桥广泛的采用了Mn 16钢,与低碳钢相比节约了15%的钢材。
铸铁抗拉 强度较低,但价格低廉。
铸铁经球化处理成为球墨铸铁后,提高了强度极限和塑性性能。
不少工厂用球墨铸铁代替钢材制造曲轴和齿轮,取得了较好的经济效益。
对于截面的设计,常见截面的AW z 值列于表1-1中。
表1-1 几种截面的z W 和A 的比值表中的数据表明,材料远离中性轴的截面(如槽形、工字形等)比较经济合理。
这是因为弯曲正应力沿截面高度线性分布,中性轴附近的应力较小,该处的材料不能充分发挥作用,将这些材料移置到离中性轴较远处,则可使它们得到充分利用,形成“合理截面”。
工程中的吊车梁、桥梁常采用工字形、槽形或箱形截面,房屋建筑中的楼板采用空心圆孔板,道理就在于此。
需要指出的是,对于矩形,工字形等截面,增加截面高度虽然能有效地提高抗弯截面系数;但若高度过大,宽度过小,则在载荷作用下梁会发生扭曲,从而使梁过早的丧失承载能力。
以上仅是从静载抗弯强度的角度讨论问题,但事物是复杂的,不能只从单方面考虑。
例如,把一根细长的圆杆加工成空心杆,势必因加工复杂而提高成本。
又如轴类零件,除受弯外还受扭,还要完成传动任务,对它还有结构和工艺上的要求。
考虑到多方面,采用圆轴就比较切合实际了。
在讨论截面的合理形状时,还应考虑到材料的特性。
对抗拉和抗压强度相等的材料(如碳钢),宜采用对中性轴对称的截面,如圆形、矩形、工字形等。
这样可使截面上、下边缘处的最大拉应力和最大压应力数值相等,同时接近许用应力。
对抗拉强度低于抗压强度的材料(如铸铁),宜采用中性轴偏于受拉一侧的截面形状,从而使最大拉应力和最大压应力可以同样程度接近许用应力。