提高弯曲梁承载力的措施

提高弯曲梁承载力的措施摘要：本文中主要介绍了梁的定义，介绍了弯曲的定义，结合工程力学中的知识，总结讨论了生活中提高梁承载力的四种方式。关键词：工程力学弯曲梁弯矩抗弯截面系数正文：工程力学中的梁是指由支座支承，承受的外力以横向力和剪力为主，以弯曲为主要变形的构件。从功能上分，有结构梁，如基础地梁、框架梁等；与柱、承重墙等竖向构件共同构成空间结构体系，有构造梁，如圈梁、过梁、连系梁等，起到抗裂、抗震、稳定等构造性作用。梁按照结构工程属性可分为：框架梁、剪力墙支承的框架梁、内框架梁、梁、砌体墙梁、砌体过梁、剪力墙连梁、剪力墙暗梁、剪力墙边框梁。杆件承受垂直于其轴线的外力或位于其轴线的力偶的作用时，其轴线将弯曲成曲线，这种受力及变形形式叫做弯曲。一般情况下，梁的各横截面上的内力各不相等，内力最大的横截面处将最先发生失效，此截面称为“危险截面”。与剪力和弯矩两个内力分量相对应，横截面上将有连续分布的切应力和正应力。这些应力在横截面上的分布是不均匀的，应力最大的点将最先发生失效，这些点称为“危险点”。实际生活中梁的弯曲一般都主要是与正应力有关，切应力的影响是次要的。所以要提高弯曲梁的承载力就必须先想办法提高梁的许用应力或者使最大正应力小于许用应力。下面将根据工程力学的知识讨论生活中常用于提高梁的承载力的措施。一、 减少弯矩值a) 合理安排梁的受力情况图一图二图二中采用增加辅助梁的措施，改变了力矩的分布，在同样的情况下，减少了弯矩值。b) 合理安排梁的支座图中是缩短了两个支座之间的距离，采用减少跨度的措施，改变梁所受的弯矩。现实中的应用有悬索大桥，斜拉桥，多支座桥等。C）降低梁的荷载降低梁的荷载也是一个方向。可以采用降低梁的自重，采用空心结构，如空心砖，空心轴等，或使用轻质材料。而是如下图两例：二、 提高梁的抗弯截面系数A） 选取合理的截面形状截面积相同的情况下，抗弯截面系数越大，梁的承载力越高。如矩形截面梁横放和竖放的抗弯截面系数就不同。生活中，当横截面积不同时，一般用Wz/A来衡量梁的经济性和实用性。这个值越大，梁越合理。经查阅得到一些常见截面梁Wz/A的值：根据工程力学分析，结合上图，发现材料远离中性轴的界面更加经济合理。工程中的吊车梁，桥梁往往采用工字型，房屋建筑中的楼板经常采用空心圆板状，道理就在于此。三、 设计梁的合理造型在弯矩较大处采用较大的截面，在弯矩较小处采用较小的截面。这种截面沿轴线变化的梁，称为变截面梁。如摇臂钻床中的摇臂等。而若使梁各横截面上的最大正应力都相等，并均达到材料的许用应力，则称为等强度梁节省材料，它能够最大限度的提高材料的利用率，提高结构的承载力，使结构更加安全，也有节省空间，降低自重的优点。一般有阶梯梁，鱼腹梁等类型。如下图中的日本岩大桥，雨篷梁板等。四、 提高材料的力学性能材料选择何种类型，应综合考虑经济安全等因素。近年来低碳钢的发展迅速，如16MnTi钢等。这些低碳钢和普通钢的成本大致相同，但是强度高韧性好。铸铁抗拉强度较低，但是经过加工，成为球墨铸铁后，提高了强度极限和塑性性能，很多工厂用它代替钢材来制作齿轮等。有较好的经济效益。总结：提高弯曲梁承载力的方法多种多样，实际生活中一般的就是采用文中所提到的方法。总而言之，就是想尽一切办法提高梁的抗弯、抗剪能力，减少载荷等，但一定要与实际生活相适应。相信随着生产力的进步和科学技术的发展，会有更多的新技术、新材料涌现出来，为提高梁的承载力提供新的方法。参考文献：1 范钦珊唐静静工程力学北京：高等教育出版社 2007.72材料力学-提高弯曲梁强度的措施百度文库2011.7.173提高弯