简支梁截面抗弯模量计算分析
钢结构简支梁设计计算书
计算依据:
1、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、基本参数
简支梁长L(m)
10
简支梁间距/受荷面宽B(m)
2.5
恒载标准值Gk(kN/m2)
3
活载标准值Qk(kN/m2)
2
恒载分项系数γG
1.2
活载分项系数γQ
1.4
挠度控制
1/250
材质
Q235
X轴塑性发展系数γx
1.05
满足要求!
2、连接板验算
两块拼接板的净截面积:A=2h×l-2×k×h×r =2×10×200-2×4×10×21.5=2280mm2
剪应力:τ= Vmax/A=84.73×103/2280=37.162N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
二、梁截面计算
截面类型
工字钢
截面型号
45a号工字钢
截面面积A(cm2)
102
截面惯性矩Ix(cm4)
32240
截面抵抗矩Wx(cm3)
1430
自重标准值gk(kN/m)
0.788
抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
抗剪强度设计值τ(N/mm2)
120
弹性模量E(N/mm2力极限状态:
q=γG(Gk×B+gk)+γQ×Qk×B=1.2×(3×2.5+0.788)+1.4×2×2.5=16.946kN/m
正常使用极限状态:
q'= Gk×B+gk+Qk×B=3×2.5+0.788+2×2.5=13.288kN/m
1、抗弯验算
Mmax=qL2/8=16.946×102/8=211.825 kN·m
简支梁三角形荷载剪力计算公式
简支梁三角形荷载剪力计算公式实例:现有一根简支梁,简支梁长L=6m,简支梁间距b=3m,永久荷载g=3kN/m2,可变荷载q=2kN/m2,求符合受力要求的钢梁的型号。
根据已知条件进行结构初算:
荷载标准值:
;
荷载设计值:
;
最大弯矩:
;
截面抗弯模量:
;
根据截面抗弯模量查钢材截面特性
选用H300*150*6.5*9,型钢的截面特性如上图所示。
加上型钢自重后
荷载标准值:
;
荷载设计值:
;
最大弯矩:
最大剪力:
;
抗弯强度:
;
抗剪强度:
;
挠度:
;
简支梁挠度限值为L/250=24mm,挠度满足要求。
采用软件计算结果如下,计算结果与手算结果几乎相同。
根据规范GB50017-2017第6.2.1条,当铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连,能阻止梁受压翼缘的侧向位移时,可不计算梁的整体稳定性。
当梁的受压翼缘没有可靠的连接时,需要按GB50017-2017第6.2.2条进行整体稳定验算。
简支梁集中力弯矩计算公式
简支梁集中力弯矩计算公式简支梁是一种常用的结构形式,广泛应用于各个领域。
在设计和分析简支梁时,计算集中力和弯矩是关键的任务之一。
本文将介绍简支梁的集中力和弯矩计算公式,并为读者提供简单易懂的解释。
首先,我们来看一下简支梁的定义。
简支梁是指两个端点处仅以支点连接并且在整个梁的长度上没有其他支持的梁结构。
在此基础上,我们可以计算集中力和弯矩。
1. 集中力的计算公式集中力是指作用在梁上的单个力,也称为点力。
它可以是一个垂直向下的力、一个垂直向上的力,或者一个斜向上或向下的力。
集中力的计算公式如下:F = P其中,F表示集中力的大小,单位是牛顿(N);P表示应用在梁上的力,单位也是牛顿(N)。
2. 弯矩的计算公式弯矩是指梁在作用力下的弯曲程度。
它是梁截面上每一点的力和距离的乘积之和。
弯矩的计算公式如下:M = F * d其中,M表示弯矩的大小,单位是牛顿-米(N·m);F表示作用在梁上的力,单位是牛顿(N);d表示力作用点到支点的距离,单位是米(m)。
当集中力作用在梁的端点上时,d的值为梁的长度L的一半。
当集中力作用在梁的内部时,d的值为集中力作用点到支点的距离。
我们还可以通过这两个公式来计算其他相关的参数。
例如,我们可以根据集中力和弯矩计算梁的截面惯性矩和截面模量。
这些参数对于分析和设计梁的性能非常重要。
值得注意的是,上述公式适用于简支梁的静力分析,即假设梁在静止的情况下受到力的作用。
如果考虑到其他因素,如动力学效应或梁的非线性行为,我们可能需要使用更复杂的公式或数值模拟方法。
综上所述,简支梁的集中力和弯矩计算公式可以帮助工程师和设计师分析和设计梁的性能。
通过正确使用这些公式,我们可以更好地理解梁在外力作用下的行为,并确保梁在设计工作中的可靠性和安全性。
抗弯模量w的计算方法
抗弯模量w的计算方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:抗弯模量是材料抵抗弯曲变形的能力的指标,它描述了材料在受到弯曲力作用时的抵抗能力。
抗弯模量通常用符号E表示,它是材料的弹性模量E与截面惯性矩I之间的关系。
弹性模量E是材料受力变形时单位应力下的应变,截面惯性矩I是截面几何形状对于受力变形的影响因素。
计算抗弯模量的方法可以通过材料的弹性模量和截面惯性矩来进行。
一般来说,抗弯模量的计算公式为E*I,其中E为弹性模量,I为截面惯性矩。
弹性模量可以根据材料的性质和特点进行测定,通常通过拉伸试验、压缩试验等方法来得到。
常见的材料弹性模量有金属、塑料、混凝土等。
截面惯性矩是描述截面形状对于受力变形的影响程度的物理量,可以通过截面的几何形状和尺寸参数计算得到。
根据不同形状和截面尺寸的计算公式,可以求得截面的惯性矩。
在实际工程中,抗弯模量的计算是非常重要的。
它可以用来描述材料在受到弯曲力作用时的抗折性能,评估结构强度和稳定性。
通过合理的计算和选取材料的抗弯模量,可以确保结构在受力时不会发生弯曲变形和破坏。
抗弯模量的计算方法是基于材料的弹性模量和截面惯性矩的关系,通过合理的公式和参数计算得到。
在工程设计和实际应用中,正确计算抗弯模量是确保结构安全和稳定的重要步骤,需要根据具体情况仔细分析和计算。
【2000字已达】第二篇示例:抗弯模量(弯曲模量)是材料在受到弯曲力作用下的抗弯能力,也是表征材料在弯曲状态下变形能力的重要指标之一。
对于不同类型的材料,其抗弯模量的计算方法也有所不同。
本文将针对不同材料的抗弯模量计算方法进行介绍。
一、金属材料的抗弯模量计算方法对于金属材料,其抗弯模量的计算方法通常采用弹性模量和截面惯性矩两个参数来计算。
抗弯模量的计算公式如下:\[E = \frac{Ml}{2I\delta} \]E为抗弯模量,M为弯矩,l为材料长度,I为截面惯性矩,δ为材料受力引起的变形量。
通过该公式可以计算出金属材料在受到弯曲时的抗弯模量,从而评估材料的抗弯性能。
简支梁挠度计算公式
简支梁挠度计算公式简支梁的挠度是指在承受外力作用下,梁的中点处产生的弯曲形变。
挠度计算可以通过梁的几何特性和力学公式来求解。
下面将介绍简支梁的挠度计算公式。
首先,我们需要了解简支梁的几何特性。
简支梁是指两端固定,中间自由悬挂的梁。
假设梁的长度为L,弹性模量为E,截面面积为A,惯性矩为I。
简支梁的挠度可以通过弯曲方程来计算。
根据梁的几何形状和外力的作用,可以得到弯曲方程为:d^2y/dx^2 = M/(E*I)其中,y为梁的挠度,x为横向距离,M为梁上的弯矩。
接下来,我们需要确定梁上的弯矩M的表达式。
简支梁上的弯矩可以通过外力和梁的几何特性来计算。
一般情况下,简支梁承受的外力可以分为集中力和分布力两种情况。
1.集中力作用的挠度计算对于集中力在梁上的作用点为a处,作用力为P的情况,可以通过以下公式计算挠度:y=(Px^2*(L-x)^2)/(6*E*I*L)其中,x为横向距离,L为梁的长度。
2.分布力作用的挠度计算对于均匀分布荷载q的情况,可以通过以下公式计算挠度:y=(q*x^2*(L^2-x^2))/(24*E*I)其中,x为横向距离,L为梁的长度。
需要注意的是,在进行挠度计算时,我们需要根据具体的情况选择合适的公式。
比如,在不同的挠度计算点处,可能会受到不同的力和力矩作用,需要进行分段计算和积分计算。
综上所述,简支梁的挠度计算公式主要包括弯曲方程和弯矩表达式。
通过确定梁上的外力和几何特性,我们可以求解简支梁在不同位置处的挠度。
挠度计算对于结构工程设计以及材料选择有着重要的作用,可以帮助工程师评估结构的安全性和可靠性。
截面模量推导
截面模量推导截面模量是材料力学中的重要参数,用于描述材料在轴向受力时的抵抗变形的能力。
本文将从基本概念开始介绍截面模量的定义和计算方法,并结合实际案例和数学推导,详细阐述截面模量的推导过程。
截面模量的定义截面模量(Section Modulus)表示单位截面积内材料各点之间的相对位移,通常用字母Z表示。
其定义为相对于材料纵轴的截面形状和尺寸的特性值,与材料性质和尺寸有关。
截面模量是衡量材料抵抗变形能力的一个重要指标,可用于描述材料的弯曲刚度和抗弯能力。
截面模量的计算方法截面模量的计算方法主要有两种:一是根据横截面的几何形状和尺寸进行计算,二是根据材料的物理性质和几何形状进行计算。
首先,我们来讨论横截面几何形状和尺寸计算截面模量的方法。
对于简单的几何形状,如矩形、圆形、三角形等,可以通过直接求解几何形状的面积和重心位置来计算截面模量。
以矩形截面为例,假设矩形的宽度为b,高度为h。
根据几何关系可知,矩形截面的截面模量Z等于b乘以h的平方除以6,即Z=(b*h^2)/6。
同样的方法可以应用于其他简单几何形状的截面。
对于更复杂的横截面形状,可以通过分割成若干简单几何形状的组合来计算截面模量。
通过将复杂截面分割成矩形、圆形或三角形等简单形状,并计算各个形状的截面模量,然后将它们相加得到整个复杂形状的截面模量。
其次,我们来讨论根据材料的物理性质和几何形状计算截面模量的方法。
根据材料力学的基本原理,截面模量可以通过计算材料的抗弯刚度和几何形状之间的关系来推导。
以横截面为矩形的简支梁为例进行推导。
假设横截面的宽度为b,高度为h,长度为L。
施加在梁上的弯矩为M,弯曲应力为σ。
根据弹性力学理论,弯曲应力与弯矩、材料截面模量和截面形状有关,可以表示为σ=M/(Z*y),其中y表示梁截面离中性轴的距离。
根据梁的平衡条件,材料内部的弯曲应力分布为线性分布。
考虑横截面高度方向上的内力平衡,可以得到弯曲应力σ在截面上任意一点的表达式为σ(y)=M/(Z*y),其中σ(y)为截面上坐标为y处的弯曲应力。
钢筋混凝土简支梁的正截面受弯承载力试验报告
5.随着试验的进行注意仪表及加荷装置的 粘贴好手持式应变仪的脚标,装好百分表
在标准荷载作用下持续时间不宜小于30min
在达到标准荷载以前,每级加载值不宜 大于标准荷载值的20%;超过标准荷载 值后,每级加载值不宜大于标准荷载值 的10%。
加载到达开裂荷载计算值的90%以后, 每级加载值不宜大于标准荷载值的5%。
加载到达破坏荷载计算值的90%以后, 每级加载值不宜大于标准荷载值的5%。
每级荷载的持续时间不应小于10min 在标准荷载作用下持续时间不宜小于
混凝土表面应变测点:纯弯段混凝土表面电阻 应变片测点为每侧四点(压区顶面一点,受拉 主筋处一点,中间两点),并在应变片测点处 对应地布置手持应变仪测点。
挠度测点布置:在跨中一点,支座各一点及分 配梁加载点各一点安装百分表。
进行1~3级预载,测读数据,观察试件、 装置和仪表工作是否正常并及时排除故 障。预加载值不宜超过试件开裂荷载计 算值的70%
将标准荷载下应变及挠度的计算值与实 测值进行比较
对梁的破坏形态和特征做出评定
六、虚拟演示
1、变形图(正视图) 2、变形图(轴测图) 3、位移图(正视图) 4、位移图(轴测图) 5、SZ应力图(正视图) 6、SZ应力图(轴测图) 7、MISE应力图(正视图) 8、 MISE应力图(轴测图)
试件材料的力学性能:钢筋和混凝土的 实测强度,钢筋和混凝土的弹性模量
根据实测截面尺寸和材料力学性能算出 梁的开裂荷载和破坏荷载,以及标准荷 载下的应变和挠度值
槽钢简支梁承载力计算公式
槽钢简支梁承载力计算公式在建筑和结构工程领域,槽钢简支梁的承载力计算可是个相当重要的环节。
这就好比我们要知道一个大力士能扛起多重的东西,得有一套靠谱的计算方法。
咱先来说说什么是槽钢简支梁。
想象一下,有一根钢梁,它的两端就像被稳稳地放在了两个支撑点上,能自由地转动,但不能在水平方向移动,这就是简支梁。
而槽钢呢,就是那种看起来像个凹槽的钢条。
把它们组合在一起,就成了槽钢简支梁。
要说这承载力的计算公式啊,那可不是随随便便就能弄明白的。
它得考虑好多因素,像钢材的强度、梁的跨度、截面尺寸等等。
就拿钢材强度来说吧,不同类型的钢材,它能承受的力可不一样。
就好比有的钢像个坚强的硬汉,能扛得住大风大浪;有的钢可能就稍微脆弱点,稍微使点劲就可能“弯腰”。
我记得有一次在施工现场,工程师们正在讨论一个槽钢简支梁的设计方案。
大家拿着图纸,对着各种数据争论不休。
有人说按照现有的公式计算,这个梁的承载力足够;可另一些人却担心实际使用中会出现意外。
这时候,一位经验丰富的老工程师站了出来,他指着那些数据,耐心地给大家讲解每一个参数的意义,以及如何正确地运用计算公式。
他说:“这可不能马虎,一个小小的错误,可能就会导致严重的后果。
”那这计算公式具体是啥样呢?一般来说,它可以表示为:M = [σ]W 。
这里的 M 就是弯矩,[σ]是钢材的抗弯强度,W 是截面模量。
但这只是个基本的式子,实际情况中,还得考虑梁的自重、上面承受的荷载分布,以及可能存在的集中力等等。
比如说,如果梁上有个集中力 P 作用在距离一端 a 的位置,那么弯矩就要分段计算。
在集中力作用点左边,弯矩是 M1 = P × a ;在集中力作用点右边,弯矩就是 M2 = P × (L - a) ,这里的 L 是梁的跨度。
再说说截面模量 W ,它跟槽钢的截面形状有关系。
不同型号的槽钢,截面的形状和尺寸都不同,所以 W 的值也不一样。
这就需要我们根据具体选用的槽钢型号,去查相关的手册或者规范,找到对应的 W 值。
简支梁计算例题
简支梁计算例题设计任务:设计一个简支梁,已知梁的跨度L=6米,梁的截面尺寸为b×h=200×400毫米,承受均布荷载设计值q=70kN/m(包括自重),混凝土强度等级为C25,纵向受拉钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋。
1. 计算梁所受总弯矩M:M = qL²/ 8 = 70 ×6²/ 8 = 255 kN·m2. 计算梁的截面面积A:A = b ×h = 200 ×400 = 80000 mm²3. 计算梁的截面模量W:W = α×A ×fcm = 1.1 ×80000 ×30 = 2640000 N·mm4. 计算梁的抗弯承载力Mu:Mu = fcmw = 30 ×2640000 = 79200000 N·mm > M = 25500000 N·mm5. 计算梁的纵筋数量:由M/mho²+fyAs/s ≤fcd得出As ≥M/(mho²+ fy/s),其中fy为HRB400级钢筋的抗拉强度设计值,取值为360N/mm²。
通过计算得出As≥8176mm²,选用2Φ28的钢筋,As=12568mm²。
6. 计算箍筋数量:根据构造要求,选用Φ8@200的箍筋,每米长度内布置箍筋数量为n=1×100/200+1=2个。
7. 验算裂缝宽度:根据规范要求,裂缝宽度不应超过Wmax=0.3mm。
根据M/γfW≤Wmax,其中γf为受拉或受压区纵向普通钢筋的配筋率,取值为As/(bho),通过计算得出W≤Wmax。
8. 绘制施工图,标明梁的跨度、截面尺寸、纵向钢筋和箍筋的位置和规格。
结论:根据以上计算和验算,该简支梁的设计满足要求,可以用于实际工程中。
各类梁支反力剪力弯矩挠度计算公式一览表
各类梁支反力剪力弯矩挠度计算公式一览表一、简支梁1、支反力对于均布荷载 q 作用下的简支梁,两端支反力大小相等,均为 R = qL / 2 ,其中 L 为梁的跨度。
2、剪力距离左端为 x 处的剪力 V = qx qL / 2 (0 < x < L )3、弯矩距离左端为 x 处的弯矩 M = qx^2 / 2 qLx / 2 (0 < x < L )最大弯矩发生在跨中,Mmax = qL^2 / 84、挠度均布荷载下的挠度ω = 5qL^4 / 384EI ,其中 E 为材料的弹性模量,I 为梁截面的惯性矩。
二、悬臂梁1、支反力固定端支反力 R = qL ,支反力矩 M = qL^2 / 22、剪力距离固定端为 x 处的剪力 V = qL + qx (0 < x < L )3、弯矩距离固定端为 x 处的弯矩 M = qLx + qx^2 / 2 (0 < x < L )最大弯矩发生在固定端,Mmax = qL^2 / 24、挠度均布荷载下的挠度ω = qL^4 / 8EI三、外伸梁外伸梁的计算较为复杂,需要根据具体的荷载分布和外伸长度进行分析。
1、支反力一般通过对梁的整体受力平衡和力矩平衡方程求解得出。
2、剪力分别计算各段的剪力表达式。
3、弯矩同样分段计算弯矩表达式。
4、挠度利用叠加原理,将各段的挠度贡献相加。
四、连续梁连续梁由多个跨度组成,各跨之间通过中间支座相连。
1、支反力通过结构力学的方法,如力法、位移法等求解。
2、剪力和弯矩根据求得的支反力,计算各跨的剪力和弯矩。
3、挠度通常采用结构力学的方法或有限元分析软件进行计算。
五、变截面梁对于变截面梁,其截面特性(惯性矩I 等)沿梁长度方向发生变化。
1、支反力计算方法与等截面梁类似,但需考虑截面变化的影响。
2、剪力和弯矩采用积分的方法求解。
3、挠度计算过程较为复杂,可能需要借助数值方法或专业软件。
在实际工程中,梁的受力情况往往较为复杂,可能同时受到多种荷载的作用,如集中力、集中力偶、分布荷载等。
简支梁计算例题
简支梁计算例题(原创实用版)目录1.引言:简支梁的概述2.简支梁的计算方法3.计算例题4.总结正文【引言】简支梁是一种常见的梁式结构,主要用于承受横向载荷。
在工程设计中,简支梁的计算是必不可少的环节。
本文将介绍简支梁的计算方法,并通过例题进行具体讲解。
【简支梁的计算方法】简支梁的计算主要包括以下几个步骤:1.确定梁的材料和截面形状2.计算截面的惯性矩和截面模量3.计算梁的弯曲应力和弯矩4.根据梁的稳定性条件,确定梁的允许载荷【计算例题】假设有一根简支梁,材料为普通钢筋混凝土,截面为矩形,长为 4 米,宽为 0.2 米。
现需要计算该梁在承受最大弯矩时,允许的载荷。
首先,计算截面的惯性矩和截面模量。
矩形截面的惯性矩 I=(b*h^3)/12=(0.2*4^3)/12=0.0267m^4,截面模量 W=I/(b*h)=0.0267/(0.2*4)=0.0334m^2。
其次,计算梁的弯曲应力和弯矩。
假设最大弯矩为 M,根据弯矩公式M=F*L/4,其中 F 为梁的允许载荷,L 为梁的长度。
代入已知数值,得到M=F*4/4=F。
由于简支梁在弯曲时,弯曲应力σ=M/W,所以σ=F/W。
最后,根据简支梁的稳定性条件,确定梁的允许载荷。
假设梁的允许弯矩为 M",根据简支梁的稳定性条件 M"=2*W*σ",其中σ"为梁的允许弯曲应力。
代入已知数值,得到 M"=2*0.0334*0.6=0.04m^2。
因此,该梁在承受最大弯矩时,允许的载荷为 F=M"=0.04m^2。
【总结】通过以上例题,我们可以看出简支梁的计算过程主要包括确定梁的材料和截面形状、计算截面的惯性矩和截面模量、计算梁的弯曲应力和弯矩以及根据梁的稳定性条件确定梁的允许载荷。
抗弯模量w的计算方法
抗弯模量w的计算方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:抗弯模量是材料在受到弯曲力时抵抗变形的能力的一个重要指标,通常用符号"W"来表示。
它是描述材料在弯曲过程中受力性能的指标,反映了材料在弯曲时承受应力的能力,是衡量材料抗弯刚度的重要参数。
了解和计算抗弯模量对于选择和设计材料在工程结构中的应用至关重要。
计算抗弯模量的方法主要有两种,一种是在试验中进行测量得到,另一种是通过计算得出。
在工程设计中,我们通常采用计算的方法进行评估和选择材料的抗弯性能。
下面将详细介绍抗弯模量的计算方法。
一、梁的抗弯模量计算方法在弯曲试验中,我们常常利用梁来计算材料的抗弯模量。
梁是一个长条形状的物体,在受到外力作用时会发生弯曲变形。
梁的抗弯模量通常是通过弯曲试验得出的,具体的计算方法如下:1. 准备一根标准尺寸的梁,通常是矩形梁或圆形梁。
2. 在实验室中用夹具将梁固定好,然后施加一个静态加载到梁上。
3. 测量并记录载荷值和顶端的挠度值。
4. 根据载荷和挠度的关系,可以得到梁的抗弯模量。
通过弯曲试验得到的抗弯模量可作为材料的设计参数,用于工程结构的设计和材料的选择。
二、材料的本构关系法另一种计算抗弯模量的方法是通过材料的本构关系来计算。
本构关系是描述材料在载荷作用下的应力-应变关系的数学模型,通过这一模型可以计算得到材料的抗弯模量。
抗弯模量可以通过材料的弹性模量和泊松比来计算得出。
弹性模量是描述材料在拉伸或压缩过程中的刚度的指标,通常用符号"E"来表示。
泊松比是描述材料在受力时在垂直方向上的变形程度与在平行方向上的变形程度之比的指标,通常用符号"υ"来表示。
W = E / (1 - υ^2)W为抗弯模量,E为弹性模量,υ为泊松比。
通过这个公式,可以通过已知的弹性模量和泊松比来计算得到材料的抗弯模量。
抗弯模量是衡量材料在受力时抵抗弯曲变形的重要指标,通过合理的计算方法可以得到材料的抗弯模量,为工程结构的设计提供重要参考依据。
钢筋混凝土简支梁挠度计算算例
钢筋混凝土简支梁挠度计算算例假设我们有一根长度为L的简支梁,宽度为b,高度为h,跨中荷载为P,梁的截面形状为矩形,现在我们需要计算该梁在跨中的挠度。
首先,我们需要确定梁的抗弯矩形状系数β,该系数与梁的截面形状有关。
对于矩形截面而言,β可以通过以下公式计算:β=1-0.6*(h/b)*(1-(h/(6*b))^4)(1)其中,h为梁的高度,b为梁的宽度。
接下来,我们需要确定梁的抗弯刚度EI,其中E是钢筋混凝土的弹性模量,I是梁截面的惯性矩。
对于矩形截面而言,其惯性矩I可以通过以下公式计算:I=(b*h^3)/12(2)其中,h为梁的高度,b为梁的宽度。
最后,我们可以使用梁的受力平衡条件和梁在跨中的弯矩公式来计算梁的挠度。
根据材料力学的基本原理,我们可以得到以下公式:M=P*(L/2)-(P/2)*x(3)其中,M为梁在距离跨中x处的弯矩。
根据横截面的平衡条件,我们可以得到另一个公式:d^2y / dx^2 = M / (E * I) (4)其中,y为梁的挠度,x为梁的位置,d^2y / dx^2 为 y 的二阶导数。
将公式(3)代入公式(4)d^2y / dx^2 = [P * (L / 2) - (P / 2) * x] / (E * I) (5)需要注意的是,上述微分方程的通解为二次多项式,我们还需要确定其边界条件以得到特定位置的挠度值。
假设梁的起点挠度为0,即y(0)=0,我们可以根据该边界条件求解特定位置x处的挠度值。
经过相应的运算,我们可以得到钢筋混凝土简支梁的挠度公式:y=(P*L^3)/(48*E*I)-(P*x^2)/(8*E*I)(6)根据公式(6),我们可以计算出梁在跨中任意位置x处的挠度值。
综上所述,钢筋混凝土简支梁的挠度计算可以通过挠度公式(6)来完成。
在实际工程设计中,我们通常会采用数值方法(如有限元法)来求解梁的挠度,以得到更准确的结果。
但是,通过公式计算梁的挠度仍然是非常有意义和重要的,它可以用于快速估算梁的变形,为结构设计提供指导和参考。
简支梁的变形分析与设计
简支梁的变形分析与设计简支梁是结构工程中常见的一种结构形式,它具有简单、经济的特点,在各类建筑中得到广泛应用。
在设计简支梁时,变形分析是一个重要的环节,它能够帮助工程师评估梁的变形情况,确保结构的安全性和稳定性。
首先,我们来了解一下简支梁的基本原理。
简支梁是指两端支座固定,中间不受约束的梁结构。
当外力作用在简支梁上时,梁会发生弯曲变形。
为了分析梁的变形情况,我们需要考虑以下几个因素:梁的几何形状、材料的性质、外力的大小和作用位置。
在进行变形分析时,我们首先需要计算梁的弯矩分布。
弯矩是指梁在外力作用下产生的弯曲力矩。
通过计算弯矩分布,我们可以得到梁上各点的弯矩大小,从而进一步计算出梁的变形情况。
其次,我们需要考虑梁的截面性质。
梁的截面形状和尺寸会直接影响梁的刚度。
刚度越大,梁的变形越小。
因此,在设计简支梁时,我们需要根据实际情况选择合适的截面形状和尺寸,以满足变形限制。
除了弯矩和截面性质,材料的性质也是进行变形分析的重要因素之一。
不同的材料具有不同的弹性模量和抗弯强度。
弹性模量越大,材料的刚度越高,梁的变形越小。
而抗弯强度则决定了梁能够承受的最大弯矩。
在设计简支梁时,我们需要根据具体工程要求选择合适的材料,以确保梁的变形在可接受范围内。
最后,外力的大小和作用位置也会对梁的变形产生影响。
当外力作用在梁的中间位置时,梁的变形最大;而当外力作用在梁的两端位置时,梁的变形最小。
因此,在设计简支梁时,我们需要合理安排外力的作用位置,以减小梁的变形。
总结起来,简支梁的变形分析与设计是一个复杂而重要的过程。
通过计算弯矩分布、考虑截面性质、选择合适的材料和合理安排外力作用位置,我们可以得到梁的变形情况,并确保结构的安全性和稳定性。
在实际工程中,我们还需要考虑其他因素,如温度变化、荷载组合等,以进一步完善梁的设计。
简支梁作为一种常见的结构形式,其变形分析与设计对于保证工程质量和安全至关重要。
通过科学的分析和合理的设计,我们可以确保简支梁在实际应用中具有良好的变形性能,为各类建筑提供稳定可靠的支撑。
梁计算公式大全范文
梁计算公式大全范文一、受力分析公式:1.梁的受弯矩计算公式:M=W*(L-a)其中,M为弯矩,W为梁受力点的集中力,L为梁长度,a为集中力作用点到梁起点的距离。
2.梁的剪力计算公式:V=W其中,V为剪力,W为梁受力点的集中力。
3.梁的弯矩和剪力分布公式:M(x)=M1-W*(x-a)V(x)=-W其中,M(x)为距离梁起点x处的弯矩,M1为梁起点的弯矩,V(x)为距离梁起点x处的剪力。
二、截面计算公式:1.截面受弯矩计算公式:σ=M*c/I其中,σ为截面受弯应力,M为弯矩,c为截面形心到受压纤维距离,I为截面惯性矩。
2.截面抗弯承载力计算公式:Fc=σ*S其中,Fc为截面抗弯承载力,S为截面抗弯矩。
3.截面受剪力计算公式:τ=V/(b*h)其中,τ为截面受剪应力,V为剪力,b为截面宽度,h为截面高度。
4.截面抗剪承载力计算公式:Fv=τ*A其中,Fv为截面抗剪承载力,τ为截面受剪应力,A为截面面积。
三、挠度计算公式:1.简支梁挠度计算公式:δ=(5*W*L^4)/(384*E*I)其中,δ为梁的挠度,W为集中力,L为梁长度,E为弹性模量,I为惯性矩。
2.等截面梁挠度计算公式:δ=(5*q*L^4)/(384*E*I)其中,δ为梁的挠度,q为梁上的均布荷载,L为梁长度,E为弹性模量,I为惯性矩。
3.连续梁挠度计算公式:δ=(q*(L^4))/(185*E*I)其中,δ为梁的挠度,q为梁上的均布荷载,L为梁长度,E为弹性模量,I为惯性矩。
四、其他公式:1.梁的重量计算公式:G=γ*A*L其中,G为梁的重量,γ为材料的比重,A为梁的截面面积,L为梁的长度。
2.梁的弯曲刚度计算公式:EI=(E*I)其中,EI为梁的弯曲刚度,E为弹性模量,I为截面的惯性矩。
以上是梁计算中常用的公式,不同类型和形式的梁可能需要针对具体情况进行具体计算。
在进行梁的设计计算时,应根据工程实际情况选择合适的公式,并结合相关的参数进行计算。
简支梁截面抗弯模量计算分析
三.剪力图与弯矩图弯矩图:(1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小。
(2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。
(3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。
例7-5 图示简支梁,受集中力F P和集中力偶M0=F P l作用,试作此梁的弯矩图。
例总结上面例题,可以得到作弯矩图的几点规律:(1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小。
(2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。
(3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。
四梁纯弯曲时的强度条件1.梁纯弯曲的概念纯弯曲——梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。
Q = 0,M = 常数。
2.梁纯弯曲时横截面上的正应力.梁纯弯曲时的变形特点平面假设:1)变形前为平面变形后仍为平面2)始终垂直与轴线中性层:既不缩短也不伸长(不受压不受拉)。
中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。
中性轴:中性层与横截面的交线变形时横截面是绕中性轴旋转的。
.梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。
由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。
以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零。
.梁纯弯曲时正应力计算公式在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为式中,M为作用在该截面上的弯矩(Nmm);y为计算点到中性轴的距离(mm);为横截面对中性轴z的惯性矩(mm4)。
简支梁正截面抗弯承载力计算公式.docx
桥梁承载力计算用表Ⅰ、基本参数编号参数名称符号一几何参数1梁高h2梁(腹板)宽b3受压翼缘板宽b'f4受压翼缘板厚h'f5受弯构件计算跨径L6预筋和钢筋合力至拉区边缘a7钢筋合力至拉区边缘距离a s8挖空圆的直径D9毛截面积型心至底边Y x Ⅱ、计算参数13m简支梁桥钢筋砼主梁正截面抗弯承载力计算表单位数值编号参数名称符号单位数值编号参数名称二材料性能参数三计算系数及其他参数mm5001砼轴心抗压强度设计值f cd MPa13.81桥梁结构的重要性系数mm2802箍筋抗拉强度设计值f sd MPa1952钢筋与砼的弹性模量比mm9903预应力抗拉强度设计值f pd MPa3预筋与砼的弹性模量比mm754砼弹性模量E c MPa315004纵向受拉钢预筋配筋率mm126005钢筋弹性模量E s MPa2100005受拉钢筋截面积mm396预应力弹性模量E p MPa6mm397主筋抗拉强度设计值f sd MPa2807毛截面积mm35088换算截面积mm2509板的铰缝截面积mm 29换算截面积型心至底边符号单位数值γo-1αES- 6.666667αEp-0ρ-0.0142792A s mm6381A mm 2446894A o mm 2483055Y o mm257编号计算参数名称符号单位1截面有效高度h o mm 2中性轴x mm 或中性轴x mm判断(ξ h o)mm结论:取值为x mm Ⅲ、计算结果1正截面抗弯承载力M d kn.mkn.m结论:取值为kn.m 数值计算公式及说明461h o=h-a91x 值由下式确定:f sd A s+f pd A p= f cd b'f x;但若x>b'f,则h'f -x=(16) 132x值由下式确定: f sd A s+f pd A p = f cd[ b x+( b'f-b)h'f] ;且 x≤0.4h o(预砼 )或x≤0.56h o(钢筋砼)18491517当 x≤ b'f,则 Md=f cd b’f oγox (h -x / 2) /457当 x> b'f,则 Md=f cd[ b x (h o-x / 2)+( b'f-b)h'f ( h o-h'f/ 2) ] / γo517第 1 页,共 1 页杭州市萧山区交通规划设计处。
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三.剪力图与弯矩图弯矩图:(1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小。
(2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。
(3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。
例7-5 图示简支梁,受集中力F P和集中力偶M0=F P l作用,试作此梁的弯矩图。
例总结上面例题,可以得到作弯矩图的几点规律:(1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小。
(2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。
(3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。
四梁纯弯曲时的强度条件1.梁纯弯曲的概念纯弯曲——梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。
Q = 0,M = 常数。
2.梁纯弯曲时横截面上的正应力.梁纯弯曲时的变形特点平面假设:1)变形前为平面变形后仍为平面2)始终垂直与轴线中性层:既不缩短也不伸长(不受压不受拉)。
中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。
中性轴:中性层与横截面的交线变形时横截面是绕中性轴旋转的。
.梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。
由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。
以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零。
.梁纯弯曲时正应力计算公式在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为式中,M为作用在该截面上的弯矩(Nmm);y为计算点到中性轴的距离(mm);为横截面对中性轴z的惯性矩(mm4)。
在中性轴上y=0,所以σ=0 ;当y=y max时,σ=σmax。
最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处,或__横截面对中性轴z的抗弯截面模量(mm3)计算时,M和y均以绝对值代入,至于弯曲正应力是拉应力还是压应力,则由欲求应力的点处于受拉侧还是受压侧来判断。
受拉侧的弯曲正应力为正,受压侧的为负。
弯曲正应力计算式虽然是在纯弯曲的情况下导出的,但对于剪切弯曲的梁,只要其跨度L与横截面高度h之比L/h>5,仍可运用这些公式计算弯曲正应力。
3.惯性矩和抗弯截面模量简单截面的惯性矩和抗弯截面模量计算公式4.梁纯弯曲时的强度条件对于等截面梁,弯矩最大的截面就是危险截面,其上、下边缘各点的弯曲正应力即为最大工作应力,具有最大工作应力的点一般称为危险点。
梁的弯曲强度条件是:梁内危险点的工作应力不超过材料的许用应力。
运用梁的弯曲强度条件,可对梁进行强度校核、设计截面和确定许可载荷。
例7-6 在例7-3中的简支梁,若选用D=100mm,d=60mm的空心圆形截面钢制造,已知梁的跨度l=3m,a=1m,b=2m,集中载荷F=25kN,许用正应力[ ]=200MPa。
不计梁的自重,试校核该梁的强度。
五纯弯曲时梁的正应力在平面弯曲时,工程上近似地认为梁横截面上的弯矩是由截面上的正应力形成的,而剪力则由截面上的切应力所形成。
本章将在梁弯曲时的内力分析的基础上,导出梁弯曲时的应力与变形的计算,建立梁的强度和刚度条件。
为了研究梁横截面上的正应力分布规律,取一矩形截面等直梁,在表面画些平行于梁轴线的纵线和垂直干梁轴线的横线。
在梁的两端施加一对位于梁纵向对称面内的力偶,梁则发生弯曲。
梁任意横截面上的内力只有弯矩而无剪力,这种弯曲称为纯弯曲,这种梁称为纯弯曲梁。
通常从变形的几何关系、物理关系和静力平衡条件三个方面来推导出纯弯曲梁横截面上的正应力公式。
1、实验观察梁发生弯曲变形后,我们可以观察到以下现象:1、横向线仍是直线且仍与梁的轴线正交,只是相互倾斜了一个角度2、纵向线(包括轴线)都变成了弧线。
3、梁横截面的宽度发生了微小变形,根据上述现象,可对梁的变形提出如下假设:①平面假设:梁弯曲变形时,其横截面仍保持平面,且绕某轴转过了一个微小的角度。
②单向受力假设:设梁由无数纵向纤维组成,则这些纤维处于单向受拉或单向受压状态。
可以看出,梁下部的纵向纤维受拉伸长,上部的纵向纤维受压缩短,其间必有一层纤维既不伸长也木缩短,这层纤维称为中性层。
中性层和横截面的交线称为中性轴,即图中的Z轴。
梁的横截面绕Z轴转动一个微小角度。
2、变形的几何关系图中梁的两个横截面之间距离为dx,变形后中性层纤维长度仍为dx且dx=ρdθ。
距中性层为y的某一纵向纤维的线应变ε为:即梁内任一纵向纤维的线应变ε与它到中性层的距离y成正比。
3、变形的物理关系由单向受力假设,当正应力不超过材料的比例极限时,将虎克定律代入上式,得:可见矩形截面梁在纯弯曲时的正应力的分布有如下特点:①中性轴上的线应变为零,所以其正应力亦为零。
②到中性轴距离相等的各点,其线应变相等。
根据虎克定律,它们的正应力也相等。
③在图示的受力情况下,中性轴上部各点正应力为负值,中性轴下部各点正应力为正值。
④正应力沿y轴线性分布。
最大正应力(绝对值)在离中性轴最4、梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律5、纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。
由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。
以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零。
6、梁纯弯曲时正应力计算公式在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为式中,M为作用在该截面上的弯矩(Nmm);y为计算点到中性轴的距离(mm); I为横截面对中性轴z的惯性矩(mm4)。
在中性轴上y=0,所以σ=0 ;当y=y max时,σ=σmax。
最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处,或__________横截面对中性轴z的抗弯截面模量mm3)计算时,M和y均以绝对值代入,至于弯曲正应力是拉应力还是压应力,则由欲求应力的点处于受拉侧还是受压侧来判断。
受拉侧的弯曲正应力为正,受压侧的为负。
弯曲正应力计算式虽然是在纯弯曲的情况下导出的,但对于剪切弯曲的梁,只要其跨度L与横截面高度h之比L/h>5,仍可运用这些公式计算弯曲正应力。
惯性矩和抗弯截面模量简单截面的惯性矩和抗弯截面模量计算公式梁纯弯曲时的强度条件对于等截面梁,弯矩最大的截面就是危险截面,其上、下边缘各点的弯曲正应力即为最大工作应力,具有最大工作应力的点一般称为危险点。
梁的弯曲强度条件是:梁内危险点的工作应力不超过材料的许用应力。
运用梁的弯曲强度条件,可对梁进行强度校核、设计截面和确定许可载荷。
例7-6 在例7-3中的简支梁,若选用D=100mm,d=60mm的空心圆形截面钢制造,已知梁的跨度l=3m,a=1m,b=2m,集中载荷F=25kN,许用正应力[ ]=200MPa。
不计梁的自重,试校核该梁的强度。
六.梁纯弯曲时的强度条件梁纯弯曲的概念纯弯曲——梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。
Q = 0,M = 常数。
梁纯弯曲时横截面上的正应力1.梁纯弯曲时的变形特点平面假设:1)变形前为平面变形后仍为平面2)始终垂直与轴线中性层:既不缩短也不伸长(不受压不受拉)。
中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。
中性轴:中性层与横截面的交线。
变形时横截面是绕中性轴旋转的。
2.梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。
由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。
以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零。
3.梁纯弯曲时正应力计算公式在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为式中,M为作用在该截面上的弯矩(Nmm);y为计算点到中性轴的距离(mm); I为横截面对中性轴z的惯性矩(mm4)。
在中性轴上y=0,所以σ=0 ;当y=y max时,σ=σmax。
最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处,或__________横截面对中性轴z的抗弯截面模量(mm3)计算时,M和y均以绝对值代入,至于弯曲正应力是拉应力还是压应力,则由欲求应力的点处于受拉侧还是受压侧来判断。
受拉侧的弯曲正应力为正,受压侧的为负。
弯曲正应力计算式虽然是在纯弯曲的情况下导出的,但对于剪切弯曲的梁,只要其跨度L与横截面高度h之比L/h>5,仍可运用这些公式计算弯曲正应力。
惯性矩和抗弯截面模量简单截面的惯性矩和抗弯截面模量计算公式梁纯弯曲时的强度条件对于等截面梁,弯矩最大的截面就是危险截面,其上、下边缘各点的弯曲正应力即为最大工作应力,具有最大工作应力的点一般称为危险点。
梁的弯曲强度条件是:梁内危险点的工作应力不超过材料的许用应力。
运用梁的弯曲强度条件,可对梁进行强度校核、设计截面和确定许可载荷。
例7-6 在例7-3中的简支梁,若选用D=100mm,d=60mm的空心圆形截面钢制造,已知梁的跨度l=3m,a=1m,b=2m,集中载荷F=25kN,许用正应力[ ]=200MPa。
不计梁的自重,试校核该梁的强度。
七提高梁强度的主要措施提高梁强度的主要措施是:1)降低弯矩M的数值 2)增大抗弯截面模量W z的数值降低最大弯矩M max数值的措施1).合理安排梁的支承最大弯矩,只为前者的五分之一。
2).合理布置载荷2、合理选择梁的截面合理的截面应该是:用最小的截面面积(即用材料少),得到大的抗弯截面模量W z1).形状和面积相同的截面,采用不同的放置方式,则W z值可能不相同竖放时(左)抗弯截面模量大,承载能力强,不易弯曲;平放时(右),抗弯截面模量小,承载能力差,易弯曲。
工字钢、槽钢等梁放置方式不同其抗弯截面模量也不同,承载能力不同。
2).面积相等而形状不同的截面,其抗弯截面模量W z值不相同材料远离中性轴的截面(如圆环形、工字形等)比较经济合理。
对于矩形截面,则可把中性轴附近的材料移置到上、下边缘处而形成工字形截面。
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。
3).截面形状应与材料特性相适应对抗拉和抗压强度相等的塑性材料,宜采用中性轴对称的截面,如圆形、矩形、工字形等。