提高梁抗弯强度的措施ppt课件
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 =。
提高梁抗弯强度的措施
某机械部件工程实例
• 总结词：通过采用先进的制造工艺、优化材料选择和加强表面处理等措施，提高梁的抗弯强度。 • 详细描述：在某机械部件制造工程中，为了提高梁的抗弯强度，采用了先进的制造工艺，如精密铸造或数控机
床加工。优化材料选择也是该工程的一个关键措施，通过选择具有高强度、高韧性和抗疲劳性能的材料，如合 金钢或铝合金，有效地提高了梁的抗弯能力。同时，加强表面处理也是该工程的一个重要环节，通过采用喷丸 强化、渗碳淬火或离子氮化等表面处理方法，提高了梁的表面硬度和抗疲劳性能，进一步增强了梁的抗弯强度 。这些措施使得该机械部件在承受复杂工况下的弯曲应力时能够保持稳定和可靠的性能。
05
CATALOGUE
结论与展望
研究结论
结论一
梁的抗弯强度与截面形状、材料强度、跨度等因素有关。
结论二
合理选择截面形状和材料强度可以提高梁的抗弯强度。
结论三
跨度对梁的抗弯强度也有影响，跨度越大，抗弯强度越低。
研究展望
展望一
未来研究可以进一步探讨截面形状、材料强度、 跨度等因素对梁抗弯强度的影响机制。
目的和意义
提高梁的抗弯强度可以增强结构的安 全性和稳定性。
预防梁在弯曲应力作用下的失效，延 长结构的使用寿命。
02
CATALOGUE
梁的基本概念和受力分析
梁的基本概念
梁是一种常见的结构构件，用于承受并传递弯矩和剪力。 梁通常由钢筋混凝土或钢材制成，具有足够的强度和稳定性。
梁的受力分析
梁在承受载荷时，会受到弯矩、 剪力和扭矩的作用。
合理选择材料
选择高强度材料
高强度材料能够提供更高的抗弯强度 ，如高强度钢、铝合金等。这些材料 在相同重量下能够提供更好的抗弯性 能。
提高梁抗弯强度的措施
提高梁抗弯强度的措施引言梁是建筑中常用的结构元素之一，其承受着沿着其轴线方向的弯曲载荷。
为了确保梁的安全可靠运行，提高梁的抗弯强度至关重要。
本文将介绍一些常见的提高梁抗弯强度的措施。
1. 选择合适的材料首先，选择合适的材料对于提高梁的抗弯强度至关重要。
常见的梁材料包括钢、混凝土和木材等。
钢材具有高强度和较好的延展性，适用于对抗大弯曲载荷的情况。
混凝土梁由于具有良好的耐久性和较高的抗压强度，在一些跨度较大的场合中被广泛应用。
而木材梁则常见于建筑中的轻型结构，相对较为柔软、轻便，但在设计时需要考虑其受潮腐朽和火灾等因素。
2. 加固梁的截面形状梁的截面形状对于其抗弯强度起着决定性作用。
常见的梁截面形状有矩形、T 形、I形等。
在设计梁时，可以通过增加梁的截面积和调整截面形状的分布来提高梁的抗弯强度。
例如，将矩形梁加宽和加深，可以增加梁的截面面积，提高梁的承载能力。
3. 使用混凝土加固混凝土加固是一种常见的提高梁抗弯强度的措施。
混凝土可以通过灌注或贴附在梁的底侧或顶侧，增加梁的压力区域，从而提高梁的承载能力。
此外，混凝土还可以通过在梁的中间位置施加预应力来增加梁的抗弯强度。
4. 加固梁的支撑加固梁的支撑也是提高梁抗弯强度的重要手段。
合理设置梁的支座和施加适当的加载方式可以减小梁的挠度和变形，从而提高梁的抗弯承载能力。
在设计梁的支撑时，需要考虑梁的跨度、弯矩、截面形状等因素，确保梁在正常工作状态下的稳定性。
5. 使用钢筋加固钢筋是提高梁抗弯强度的常用材料。
通过在梁的底侧或顶侧加入适量的钢筋，可以增加梁的抗弯能力。
在混凝土梁中，通常会采用钢筋混凝土的结构形式，将钢筋与混凝土组合在一起，以达到优秀的抗弯强度。
结论总之，提高梁的抗弯强度是保证建筑结构安全可靠的基本要求之一。
通过合理选择材料、加固梁的截面形状、使用混凝土加固、加固梁的支撑以及使用钢筋加固等措施，可以有效地提高梁的抗弯强度。
在实际工程中，需要根据具体情况综合考虑各种因素，并在设计过程中充分考虑梁的力学特性和结构要求，以确保梁能够承载预期的荷载并安全稳定地工作。
§8-6 提高梁的刚度的措施
§8-6 提高梁的刚度的措施
影响梁弯曲变形的因素不仅与梁的支承和载荷情况有关,而且还与梁 的材料、截面尺寸、形状和梁的跨度有关。所以,要想提高弯曲刚度,就应 从上述各种因素入手： 一、调整加载方式 二、减小跨度或增加支座 三、选择合理截面 四、合理选用材料
§8-6 提高梁的刚度的措施 一、合理安排梁的约束与加载方式
矩形木梁的合理高宽比 ( h/b= ) 1.5
b
英(T.Young)于1807年著«自然哲学与机械技术讲义 »一书中指出: 矩形木梁的合理高宽比 为
h 2 时,强 度 最 大; h 3 时,刚 度 最 大.
b
b
§8-6 提高梁的刚度的措施
三、选择合理截面
bh2 Wz 6
h2 d 2 b2
Wz
机械加工，镗孔，尾架，减少挠度。
§8-6 提高梁的刚度的措施
跨度为l 的简支梁，承受均布载荷q作用，如果将梁两端的铰支座各向 内移动 l/4，最大挠度将仅为前者的8.75%。
§8-6 提高梁的刚度的措施 三、选择合理截面
§8-6 提高梁的刚度的措施 三、选择合理截面
矩形木梁的合理高宽比
h 北宋李诫于1100年著«营造法式 »一书中指出:
b 6
(d 2
b2 )
d 2b b3 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dW 0 db
d 2 3b2 0
b d 3
h d 2 b2 d 2 d 2 2d 33
h b
2d
3 d
23 2
3
h
b
§8-6 提高梁的刚度的措施 四、合理选用材料
各种材料的弹性模量E差别不大。 选用高强度材料，只能提高许用应力 同类的材料，“E”值相差不多，故换用同类材料只能提高强度，不能提高 刚度。
第7章第4节 提高梁的强度和刚度的措施[6页]
![第7章第4节 提高梁的强度和刚度的措施[6页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a3d785e2e109581b6bd97f19227916888486b9c8.png)
理。
最大的弯矩值Mmax，比值为1：1/2：1/2
F=ql
ห้องสมุดไป่ตู้
F=ql
A
C
BA
C
BA
l/2 l/2
l/4 l/2 l/4
ql2/4 M图
ql2/8 M图
q B
l ql2/8 M图
+
+
+
上一页 下一页
返回
7.4 提高梁的强度和刚度的措施
在从前几节可知，等直梁上的最大弯曲正应力和 梁上的最大弯矩Mmax 成正比，和抗弯截面系数Wz成 反比。梁的变形和梁的跨度l的高次方成正比，和梁 的抗弯刚度Iz成反比。设计梁时，应满足安全性好而 材料消耗少的目的，即省料、省钱而又尽量提高梁 的强度和刚度。可从以下几方面入手。
最大的挠度ymax
13.0210-3ql4/EI、1.23810-3ql4/EI、0.325510-3ql4/EI
比值约为
1：0.095：0.025
A M图
q
l ql2/8
BA 0.2l
q
q
BA
B
0.6l
0.2l 0.5l 0.5l
ql2/40
ql2/50
ql2/5 0
ql2/6 4
ql2/6 4
ql2/3 2
上一页 返回首页 下一页
7.4.3 合理地布置载荷 当载荷已确定时，合理地布置载荷可以减小梁 上的最大弯矩，提高梁的承载能力。例如，图示桥梁 可简化成一简支梁，其额定最大承载能力系指载荷在 桥中间时的最大值，超出额定载荷的物体要过桥时， 采用长平板车将集中载荷分为几个载荷，就能安全过 桥。吊车采用副梁可以吊起更重的物体也是这个道理。
提高梁抗弯强度的措施
合理布置梁上荷载
把集中荷载分散并靠近支座布置 辅梁
F A
l/2 l
F
F/2
F/2
B
l
l
l
4
2
4
合理布置梁上荷载
q
改变支座位置以减小梁的跨 A
B
度，均可降低弯矩的最大值
l
受均布载荷的简支梁
M max
ql 2 8
0.125ql 2
当两端支座分别向跨
中移动a＝0.2l时
M max
ql 2 40
0.025ql2
观察与思考
用弹性较好的泡沫塑料做成矩形截面梁，在梁侧面画上 若干与梁轴平行的纵向线及垂直于梁轴的横向线，在梁 两端作用一对力偶使其产生弯曲变形，观察该梁发生弯 曲前后各纵向线的变化情况后，指出梁中何处受拉最大、 何处受压最大、何处既不受拉也不受压。
通过观察可以发现，梁中下边缘受拉最大，上 边缘受压最大，在梁的中间处既不受拉也不受 压，梁的中间层不受力。根据上述分析，合理 的梁截面形状，应使梁在截面面积相同（材料 用量相同）的情况下，减少在中性轴附近处的 材料用量，而把大部分材料布置在距中性轴较 远处，以取得较强的抗弯能力。
0.125ql2 q
C
A
B
D
a
a
l
0.02ql2
0.02ql2
0.025ql2
3. 采用变截面梁 梁的截面是按梁的最大弯矩来设计的，一般情况下，梁的截面各 处是不相同的，因此，为了节约材料，根据工程实际情况可考虑 按各截面的弯矩大小来确定梁的截面尺寸，这种截面随梁 轴位置不同而发生改变的梁叫做变截面梁。工程上常采用形状简 单、接近等强度梁（每一截面上的最大正应力都刚好等于或略小 于材料许用应力的梁）的变截面梁，例如阳台、雨篷的挑梁（图 4-28a），鱼腹式吊车梁（图4-28b）等。
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
提高梁抗弯强度的措施
提高梁抗弯强度的措施
梁啊，那可是建筑结构中的重要角色呢！要提高它的抗弯强度，办法可不少哦！
增加梁的截面高度，就像给梁穿上了一双厚底鞋，让它更稳更有力。
这可不是开玩笑，高度增加了，抗弯能力自然就上去了，是不是很神奇？
还有选用更好的材料呀，就如同给梁换上了一身超级铠甲。
高质量的材料那可是杠杠的，能让梁变得无比坚固，面对压力也能轻松应对。
合理设计梁的受力方式，这就好比给梁规划了一条最佳路线。
让力能够均匀分布，而不是集中在某一处，这样梁就不会轻易被压垮啦。
对梁进行加固处理呢，就像给梁打了一针强心剂。
可以用各种方法来增强它的实力，让它变得更强大。
再想想，我们平时是不是也应该多注意梁的使用环境呀？不能让它处于恶劣的条件下太久，要好好保护它才行。
难道不是这样吗？如果我们不重视这些措施，梁怎么能发挥出最大的作用呢？我们的建筑怎么能安全可靠呢？提高梁的抗弯强度可不是小事，这关系到整个结构的稳定和安全啊。
我们可不能马虎，要认真对待每一个细节，让梁成为我们建筑的坚强支柱，为我们的生活和工作提供可靠的保障。
所以呀，一定要重视这些措施，让梁发挥出它应有的威力！。
提高弯曲梁强度和刚度的措施
提高弯曲梁强度和刚度的措施提高弯曲梁强度和刚度作为一种常见的结构元素，弯曲梁广泛应用于建筑、桥梁等领域。
为了提高弯曲梁的强度和刚度，需要采取以下措施：1. 采用高强度材料弯曲梁的强度和刚度与材料的性能密切相关，因此可以采用高强度材料来提高弯曲梁的强度和刚度。
目前常用的高强度材料包括钢、混凝土、玻璃钢等。
2. 优化截面形状设计弯曲梁的截面形状对其弯曲强度和刚度有较大的影响。
通过优化截面形状设计，可以使弯曲梁在受力状态下更加稳定，从而提高其强度和刚度。
3. 增加梁的厚度和宽度增加弯曲梁的厚度和宽度可以有效提高其承载能力和强度。
在设计弯曲梁时，可以根据实际需要适当增加其厚度和宽度，以提高其强度和刚度。
4. 加强支撑和连接弯曲梁的强度和刚度还受到支撑和连接的影响。
因此，在设计弯曲梁时需要重点考虑其支撑和连接的情况，并采取适当的措施加强其支撑和连接。
5. 应用预应力和后张力技术预应力和后张力技术可以有效提高弯曲梁的强度和刚度。
通过施加预应力或后张力，可以使弯曲梁在受力状态下更加平稳，从而提高其强度和刚度。
以上是提高弯曲梁强度和刚度的几种常用措施，通过采取这些措施，可以有效提高弯曲梁的承载能力和使用寿命，为建筑和桥梁工程的安全运行提供重要保障。
6. 增加梁的深度梁的深度也是影响弯曲梁强度和刚度的重要因素之一。
增加梁的深度可以增加其惯性矩，从而提高其弯曲强度和刚度。
在设计梁的深度时，需要考虑材料的性能和实际的使用环境等因素。
7. 采用复合材料和新型材料随着科技的不断发展，新型材料的研制和应用不断涌现，例如碳纤维复合材料、纳米材料等，这些材料具有高强度、高刚度、轻重量等优点，广泛应用于桥梁、航空航天、汽车等领域。
采用这些新型材料可以进一步提高弯曲梁的强度和刚度。
8. 优化施工工艺和质量控制弯曲梁的施工工艺和质量控制也是影响其强度和刚度的重要因素之一。
在施工过程中，需要严格按照设计要求进行施工，并采取有效的质量控制措施，以确保弯曲梁的质量和性能达到要求。
《梁的强度校核》PPT课件
(a)
21.12.2020
MmaxMC MA MB qa2 0.021q4l2
2
而且跨中挠度减小为
wmaxwC
5ql 2a4
384EI
2q2a2 l2a2
16EI
0.000616ql4 EI
13
而此时外伸端D和E的挠度也仅为
wD
wE
qa4 q(l2a)3 8EI 24EI
aq2a2 (l2a)a 2EI
21.12.2020 10 0m 0 430 m
7
当然，
S* z ,max
的值也可按下式Biblioteka 出：S z * ,m a7 xm 3 1 m m 1 1 m 0 1 2 0 m 1 1 m 0 10 m 1 7 m m 1 m 2 0 10 m 1
10m 430 m 00
每根20a号槽钢对中性轴的惯性矩由型钢表查得为 Iz =1780 cm4
21.12.2020
2
例题1 图a所示简支梁由两根槽钢组成(图b)，试选择既
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。
提高弯曲强度的措施.
7-6 提高弯曲强度的措施梁的设计既要保证其具有足够的强度，在荷载作用下能安全的工作，又要节约材料，减轻自重，使其经济合理。
一般情况下，梁的弯曲强度是由正应力控制的，弯曲正应力强度条件max max z []M W σσ=≤是梁弯曲强度计算的主要依据。
要提高梁的强度应从以下几个方面入手：一、采用合理的截面形状1、根据W z /A 的比值选择截面梁能承受的弯矩与抗弯截面系数W z 成正比，而用料的多少又与截面面积A 成正比，所以W z /A 的比值越大越合理。
对截面高度相同而形状不同的截面，可用W z /A 的比值来比较：① 高为h 宽为b 的矩形截面2160.1676bh W h h A bh === ② 直径为h 的圆形截面32320.12584h W h h A h ππ===③ 高为h 的槽形及工字形截面 (0.27~0.31)W h A =可见，槽形及工字形截面最合理，矩形截面次之，圆形截面最差。
这一结论也可用正应力的分布规律得到解释：当距中性轴最远处应力达到相应许用应力时，中性轴上（或附近）的应力分别为零（或较小），这部分材料没有充分发挥作用。
故应把这部分材料移至远离中性轴的位置。
为了充分发挥材料的潜力应将截面面积布置得离中性轴远些为好。
所以，工程上常常采用工字形、环形、箱形截面等截面形式。
2、根据材料的力学特性选择截面对于用抗拉和抗压强度相同的塑性材料制成的梁，宜选用对称于中性轴的截面，如工字形、矩形和圆环形截面。
y 1y 2-max图7-27对于由脆性材料制成的梁，由于抗拉强度小于抗压强度，宜采用中性轴不是对称轴的截面，且应使中性轴靠近强度较低的一侧，如铸铁等脆性材料制成的梁常采用T 形和箱形截面（如图7-27），并使y 1和y 2之比满足下式：+max 11max 22/[]/[]z z My I y My I y σσσσ+--=== 即：截面受拉、受压边缘到的距离与材料的抗拉、抗压许用应力成正比，这样，截面上的最大拉应力和最大压应力同时达到许用应力。
§8-6 提高梁的刚度的措施
§8-6 提高梁的刚度的措施
影响梁弯曲变形的因素不仅与梁的支承和载荷情况有关,而且还与梁 的材料、截面尺寸、形状和梁的跨度有关。所以,要想提高弯曲刚度,就应 从上述各种因素入手： 一、调整加载方式 二、减小跨度或增加支座 三、选择合理截面 四、合理选用材料
§8-6 提高梁的刚度的措施 一、合理安排梁的约束与加载方式
矩形木梁的合理高宽比 ( h/b= ) 1.5
b
英(T.Young)于1807年著«自然哲学与机械技术讲义 »一书中指出: 矩形木梁的合理高宽比 为
h 2 时,强 度 最 大; h 3 时,刚 度 最 大.
b
b
§8-6 提高梁的刚度的措施
三、选择合理截面
bh2 Wz 6
h2 d 2 b2
Wz
b 6
(d 2
b2 )
d 2b b3 6
dW 0 db
d 2 3b2 0
b d 3
h d 2 b2 d 2 d 2 2d 33
h b
2d
3 d23 2来自3hb
§8-6 提高梁的刚度的措施 四、合理选用材料
各种材料的弹性模量E差别不大。 选用高强度材料，只能提高许用应力 同类的材料，“E”值相差不多，故换用同类材料只能提高强度，不能提高 刚度。
§8-6 提高梁的刚度的措施
由梁在简单荷载作用下的变形表和前面的变形计算可看：梁的挠度和 转角除了与梁的支座和荷载有关外还取决于下面三个因素：
材料——梁的位移与材料的弹性模量 E 成反比； 截面——梁的位移与截面的惯性矩 I 成反比； 跨长——梁的位移与跨长 L 的 n 次幂成正比。 （转角为 L 的 2 次幂，挠度为 L的 3 次幂）
-提高弯曲梁强度的措施
对关键部位进行加固处理
对关键部位进行加固处理是提高弯曲梁强度的重要措施之一。对于承受 较大弯矩或剪力的梁，可以通过增加支撑、加强筋、贴板等方法进行加 固处理。
加固处理不仅可以提高梁的强度和稳定性，还可以改善其受力状态，降 低应力集中程度，减少局部破坏的可能性。
加固处理应根据梁的具体情况和受力特点进行设计，确保其合理性和有 效性。同时，还应考虑施工的可操作性和经济性等因素，以实现最佳的 性价比。
提高弯曲梁强度可以防止 其在预期使用寿命内过早 失效，提高结构的使用寿 命。
降低维修成本
通过提高弯曲梁强度，可 以减少维修和更换的频率 ，从而降低维修成本。
提高弯曲梁强度的目的
满足设计要求
根据设计要求，弯曲梁需 要具备一定的强度和刚度 ，以满足结构的功能和使 用要求。
提高结构性能
通过提高弯曲梁强度，可 以提高结构的整体性能， 如抗震性能、抗风性能等 。
优化材料组合与搭配
不同材料的组合
根据实际需求，选择不同材料进 行组合，如钢-铝合金组合、钢复合材料组合等。
材料搭配比例
通过调整不同材料的搭配比例， 实现最佳的强度和刚度性能。
考虑材料加工工艺与性能
热处理
对钢材进行热处理，提高其强度 和韧性。
表面处理
对钢材进行表面处理，如喷丸、渗 碳等，提高其耐磨性和抗疲劳性能 。
04
制造工艺改进
采用先进的制造工艺
01
激光焊接工艺
激光功率密度达到一定水平，使材料在较短的时间内达到融化和汽化而
去除，从而获得特定大小、形状的孔洞，达到提高弯曲梁强度的目的。
02
电子束焊接工艺
电子束焊接是在真空条件下利用加速运动的电子束流撞击工件使接合处
提高梁抗弯强度的措施
弹性模量
材料的弹性模量越大，梁的抗弯强度越高。
泊松比
泊松比越小，梁的抗弯强度越高。
抗拉强度和抗压强度
材料的抗拉强度和抗压强度越高，梁的抗弯强度也越高。
截面形状
矩形截面
矩形截面具有较高的抗弯强度， 因为其截面形状对称，受力分布 均匀。
工字形截面
工字形截面具有较高的抗弯强度 ，因为其截面形状能够更好地利 用材料，提高截面的惯性矩。
提高梁抗弯强度的具体措施应用案例
01
增加梁的截面尺寸
通过增加梁的截面尺寸，可以提高梁的抗弯强度。例如，在桥梁建设中
，可以通过增加桥梁横截面的尺寸来提高桥梁的抗弯强度。
02
选择合适的材料
选择具有高抗弯强度的材料，如高强度钢材、铝合金等，可以提高梁的
抗弯强度。
03
改变梁的截面形状
通过改变梁的截面形状，可以改变梁的受力分布，从而提高梁的抗弯强
加强连接
加强梁与支座、梁与梁之 间的连接，以减小连接处 的应力集中，提高梁的整 体抗弯强度和刚度。
04
实例分析与应用
实际工程中的梁抗弯强度问题分析
梁的截面尺寸
梁的截面尺寸过小，会导致梁的抗弯强度不足。
梁的材料
不同材料具有不同的抗弯强度，选择合适的材料 可以提高梁的抗弯强度。
梁的跨度
梁的跨度过大，会导致梁在受到荷载作用时产生 较大的弯矩，从而降低梁的抗弯强度。
工程实例对比
通过对实际工程中采用的不同措施进行对比分析，可以评估各种措施在实际工程中的应用效果。例如， 可以通过对比采用不同截面尺寸、不同材料的桥梁在相同荷载作用下的变形和破坏情况，来评估各种措 施的实际效果。
05
结论与展望
##第十五讲 梁的强度计算及提高梁强度的措施
跨度减少1/5,则荷载q增大1.543倍。A
5.558kN/m
B
4m
这是因为当危险面弯矩为定值
Mmax=WZ· max=ql2/8时，荷载与跨度的 σ
A
3.6kN/m
B
5m
平方成反比的关系q=8Mmax
/l2
。
§5.4 弯曲切应力（强度计算）
一、剪应力强度条件
Mechanic of Materials
FS max 34kN
M max 136kN m
例2
§5.4 弯曲切应力
（3）应力分析，判危险点。由于D截面关于中性轴z对称，故D 截面上下边缘点是正应力强度的危险点， DB段中性层上各 点是剪应力强度的危险点。 10kN 50kN B A z （4）按正应力强度计算，选择 ( a) C D 2m 工字钢型号。 4m 4m
M kN·m)
+ 20
B截面 30.3
+
C截面
15.1 -
B-截面具有最大剪力，中 性轴上各点的剪应力最大。
z
69 (d) 单位:MPa + 34.5
z
例3
§5.4 弯曲切应力
（5）正应力强度校核：由于拉压强度不同，必须同 时考虑B、C这两个具有最大正负弯矩的截面。
B截面 :
B ,max
yC=139
30
A
(a) 2m 30kN
10 (c) +
C
3m 1m 10kN
yC=139
30
y
10
B截面 30.3
+
FS
kN)
20
C截面
15.1 -
10 +
提高梁抗弯强度的措施方案
位置和数量。
考虑预应力技术应用
01
02
03
预应力筋布置
在梁体内部布置预应力筋 ，对梁体施加预压应力， 提高梁的抗弯承载能力。
预应力张拉工艺
采用合理的预应力张拉工 艺，确保预应力筋的张拉 质量和梁的受力性能。
预应力损失控制
采取有效的措施控制预应 力损失，确保梁的长期受 力性能。
定期检查紧固件松动情况
评估成本效益比
在提高梁抗弯强度的同时，要兼顾经济性和可行性，对不同 材料的价格、加工难度、使用寿命等进行综合评估。
选择成本效益比较高的材料，实现梁抗弯强度的提升与经济 效益的平衡。
加强连接与支撑结
03
构
优化节点连接方式
1 2
采用高强度螺栓连接
提高连接件的承载能力和抗疲劳性能。
焊接连接优化
采用合理的焊接工艺和坡口设计，确保焊接质量 。
建立完善检测与维
06
护机制
定期对梁体进行全面检测评估
制定详细的检测计划，明确检测周期、检测内容和检测方法。
采用无损检测技术，如超声检测、射线检测等，对梁体进行全面细致的 检查。
对检测数据进行科学分析，评估梁体的健康状况和剩余寿命。
及时发现并处理。 对裂缝进行封闭或注浆处理，防止水分和有害气体侵入，减缓钢筋锈蚀速度。
考虑截面形状对梁的 抗弯强度、抗剪强度 和稳定性的影响；
增加截面尺寸及高度
通过增加梁的截面宽度和高度来提高 抗弯截面系数，从而提高梁的抗弯强 度；
对于宽扁梁，可通过增加梁的宽度来 提高梁的整体稳定性和抗扭能力。
在满足构造要求的前提下，尽量增加 梁的高度，可有效提高梁的抗弯承载 能力；
优化上下翼缘宽度比例
提高梁抗弯强度的措施 方案
- 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)。
C
A
a l
0.02ql2
B
D
a
0.02ql2
0.025ql2
3. 采用变截面梁 梁的截面是按梁的最大弯矩来设计的，一般情况下，梁的截面各 处是不相同的，因此，为了节约材料，根据工程实际情况可考虑 按各截面的弯矩大小来确定梁的截面尺寸，这种截面随梁 轴位置不同而发生改变的梁叫做变截面梁。工程上常采用形状简 单、接近等强度梁（每一截面上的最大正应力都刚好等于或略小 于材料许用应力的梁）的变截面梁，例如阳台、雨篷的挑梁（图 4-28a），鱼腹式吊车梁（图4-28b）等。
结论：材料和截面积都相同的构件，采用不同 的横截面形状，它们的抗弯能力不同； （工字形截面和空心截面梁的抗弯能力强，因 此工字形和空心截面是提高梁抗弯强度的合理 截面。）
探究问题2：
在实验中，根据梁的变形分析观察，分析梁的强度与梁 的放置方式有无关系，什么样的放置方式截面抵抗荷载 的能力较强？ 活动2： 取一根硬纸片，“平放”在两端支承物体上，如图c 所 示，在硬纸片中间处用手指给它一个竖直向下的作用力 F；用拇指与食指捏住直尺中间处，“立放”在两端支 承物体上，并给它一个竖直向下的作用力F，如图d 所 示。比较它们的抗弯能力。
合理布置梁上荷载
把集中荷载分散并靠近支座布置 辅梁
F A
l/2 l
F
F/2
F/2
B
l
l
l
4
2
4
合理布置梁上荷载qΒιβλιοθήκη 改变支座位置以减小梁的跨 A
B
度，均可降低弯矩的最大值
l
受均布载荷的简支梁
Mmax
ql2 8
0.125ql2
当两端支座分别向跨
中移动a＝0.2l时
Mmax
ql2 40
0.025ql2
0.125ql
表4-8 截面面积相同的几种截面抗弯截面系数的比较
从表中可以看出，工字形截面和空心截面梁的抗弯能力强， 因此工字形和空心截面是提高梁抗弯强度的合理截面。同 一根梁的放置方式不同，它们的抗弯能力也不同，矩形截 面梁“立放”时的抗弯截面系数大于其“平放”时的抗弯 截面系数，所以常见的矩形截面梁通常是截面高度大于截
F A
l/2 l
辅梁
F
F/2
F/2
B
l
l
l
4
2
4
结论:同一构件放置方式相同，改变荷载布置方 式，它们在承受同样大荷载的情况下弯曲变形情 况也会不同。
提高梁弯曲强度的措施
梁的抗弯强度是指梁在荷载作用下产生弯曲变 形抵抗破坏的能力。
工程中设计梁时，提高梁的抗弯强度，在 材料用量一定的情况下可以使梁承受较大 荷载；在承受一定荷载的情况下，提高梁 的抗弯强度可以节约材料，达到既安全又 经济的目标。
原因分析：本案例中的雨篷属于板。板和梁一样都是工程中 常见的受弯构件。在土木工程中，梁、板两端通常支撑在墙 或梁上，在垂直荷载作用下，构件内将产生正弯矩，即下部 受拉、上部受压，如图a 所示，因而受力钢筋必须配置在构 件的下部。但悬挑构件（如雨篷、挑檐、阳台等）不同，在 垂直荷载作用下，构件内将产生负弯矩，即构件上部受拉、 下部受压，如图b 所示, 所以受力钢筋必须配置在构件的上 部。悬挑构件的最大剪力和弯矩均发生在靠近支座的截面上， 这个位置最容易发生破坏。造成悬挑构件折断的原因可能有 两种：一是不懂悬挑构件的受力原理，把受力钢筋布置在构 件的下，受力钢筋不起作用，构件抗拉能力不足从而折断； 二是虽然知道受力原理，把受力钢筋布置在上部，但因支垫 不妥，施工时浇混凝土的工人把上部的受力钢筋踩了下去或 被浇筑的混凝土压到了下面，受力钢筋的作用大大降低，造 成折断。从图c 所示雨篷断面受力钢筋位置看，本案例雨篷 折断而倾覆是第二种原因所致。
结论：同一根梁的放置方式不同，它们的抗 弯能力也不同。 (矩形截面梁“立放”时的抗弯截面系数大 于其平放时的抗弯截面系数，所以常见的矩 形截面梁通常是截面高度大于截面宽度。)
探究问题3：在实验中，根据梁的变形分析观察，分析同 一构件放置方式相同，它们在承受同样大荷载的情况下， 梁的强度与荷载布置方式有无关系？如何布置才能有利于 提高梁的抗弯强度？ 活动3：取两根硬纸片和两支相同的圆笔筒，放置如图e 所示，在硬纸片的中间处用手指给它一个竖直向下的作用 力F，观察比较下面一根直尺与图c所示直尺的承受荷载能 力和弯曲变形情况。
直梁弯曲在工程中的应用
探究问题1： 在实验中，根据梁的变形分析观察，分析梁的强度与梁 的截面形状有无关系，什么样的截面抵抗荷载的能力较 强？ 活动1： 取两张大小、厚度都相同的长条形硬纸片，如下图a、b 所示，一张不折叠，一张折叠成槽形，分别支承在两端 固定的物体上，并在中间处小心地加上荷载，比较它们 的抗弯能力。
工程实际中，梁的截面形状 的设计不仅要考虑节约材料， 而且还要考虑施工难 易程度，要综合多种因素达 到既安全又经济的目的
小结
提高梁抗弯强度的措施： 1、选择合理的截面形状。 2、合理布置梁上荷载。 3、采用变截面梁。
精品课件
一、 弯矩4.图6 直在梁工弯曲程在中工的程中应的用应用
某六层宿舍楼，建成两年后其第六层阳台上 方的雨篷折断而倾覆，其破坏情况如图所示。
观察与思考
用弹性较好的泡沫塑料做成矩形截面梁，在梁侧面画上 若干与梁轴平行的纵向线及垂直于梁轴的横向线，在梁 两端作用一对力偶使其产生弯曲变形，观察该梁发生弯 曲前后各纵向线的变化情况后，指出梁中何处受拉最大、 何处受压最大、何处既不受拉也不受压。
通过观察可以发现，梁中下边缘受拉最大，上 边缘受压最大，在梁的中间处既不受拉也不受 压，梁的中间层不受力。根据上述分析，合理 的梁截面形状，应使梁在截面面积相同（材料 用量相同）的情况下，减少在中性轴附近处的 材料用量，而把大部分材料布置在距中性轴较 远处，以取得较强的抗弯能力。
2009 年4 月，在京石高速辅路卢沟桥大修施工现 场，两辆吊车正在吊装一根30 多米长，重量约110 t 的钢筋混凝土箱式桥梁，如图a 所示，起吊点位 于靠近预制梁两端一定范围内。
为了充分发挥材料的作用，应减少在中性轴附近处的材料用量， 而把大部分材料布置在距中性轴较远处。工程中要同时考虑构 造要求和施工的方便，梁的截面常采用矩形、工字形、箱形和T 形等截面形式。
合理布置梁上荷载
在条件许可时，把集中荷载变成分
布荷载
F＝ql
q
A
BA
B
l/2
l
l
0.25ql2
0.125ql2