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1、6.8 梁的合理强度设计设计梁的主要依据是弯曲正应力强度条件。l梁的合理受力l合理安排梁的加载方式。l合理安排梁的约束。l梁的合理截面形状l用较小的面积获得较大弯曲截面系数。l当截面面积一定时,将较多材料放置在远离中性轴的部位。集中载荷尽量靠近支座,可以显著降低梁内的最大弯矩。但是荷载距支座太近时,支座附近的剪力将显著增大。1.梁的合理受力简支梁两端支座内移,可以显著降低梁内的最大弯矩。简支梁两端支座内移,可以显著降低梁内的最大弯矩。门式起重机的大梁柱形容器将集中荷载分散,可以显著降低梁内的最大弯矩。将集中荷载分散,可以显著降低梁内的最大弯矩。在梁中设置辅助梁对大平板车采用密布的车轮如何用起吊
2、重量只有5吨的吊车吊起10吨的重物?矩形截面梁,“竖放”比“平放”要合理。用较小的面积获得较大弯曲截面系数。2.梁的合理截面形状用较小的面积获得较大弯曲截面系数。槽钢、工字钢最佳,竖放矩形截面次之,实心圆形截面最差。矩形截面当截面面积一定时,将较多材料放置在远离中性轴的部位。z实心圆截面工字形截面空心圆截面l选择梁截面形状还应考虑材料特性,使截面上下边缘处的最大正应力分别与材料的许用应力值接近。l对于抗拉与抗压强度相同的材料梁(如低碳钢梁),宜采用对称于中性轴的截面,例如工字形、矩形等截面。l对于抗拉强度低于抗压强度的材料梁(如铸铁梁),则宜选择中性轴偏于受拉一侧的截面形状,例如T字形、槽形等
3、截面。在工程实际中,为了节约材料,减轻自重,常根据弯矩沿梁轴的变化情况,将梁也相应设计为变截面梁。如果变截面梁上所有横截面上的最大弯曲正应力均相同,并等于许用应力,即各横截面具有相同强度,这就是等强度梁。等强度梁:3.变截面梁和等强度梁例6-12 矩形变截面简支梁,承受集中荷载F。已知材料的许用应力s和t。试按等强度要求,对梁截面尺寸进行设计。(a)截面高度h不变,宽度b沿梁轴变化。(b)截面宽度b不变,高度h沿梁轴变化。解:截面x的弯矩和剪力(a)设截面高度h不变,宽度b沿梁轴变化。(b)设截面宽度b不变,高度h沿梁轴变化。工程中常见的近似等强度梁吊车梁叠板弹簧工厂厂房鱼腹梁鱼腹桥l梁的合理受力l合理安排梁的加载方式l合理安排梁的约束l梁的合理截面形状l合理截面形状l合理截面变化梁的合理强度设计小结