梁 (结构)

✍ dations ◷ 2025-12-08 16:49:27 #结构力学,结构构件,静力学,固体力学

梁是一种在荷载作用下主要发生弯曲变形的水平结构构件。跨度与外力组合,称为弯矩。

梁传统上用来描述建筑或土木工程的结构元素,但在更小结构如卡车或汽车大梁,机器框架和其他机械或结构系统中所包含的梁,也可以用类似的结构力学方法来分析设计。

梁主要用来承载垂直重力作用,但也可以承载水平方向作用力(如:地震或风)。梁将承受的荷载转移至柱、墙或其他梁,后者再将荷载转移至受压构件。

梁的承载能力主要有截面形式、长度和材料决定。当代建筑中的梁,主要是钢、钢筋混凝土和木材。钢梁最常见的形式是工字钢(或者是指宽翼缘的H型钢),通常被用于钢结构房屋和桥梁中。其他常见的钢梁形式:结构钢(Structural steel)、空心截面结构(英语:hollow structural section)、钢管(英语:Pipe (material))(常用于海洋石油平台,不易腐蚀)。

梁按照支承条件区分。不同的约束条件就会有不同的稳定状态和变形。两端铰接的梁称为简支梁(Simply supported);一端固定,一端自由的梁称为悬臂梁;简支梁外伸,越过支点,称为外伸梁。

物体关于给定轴的转动惯量,表现为要使其绕轴发生角运动,需要多大的力矩。因而,影响转动惯量的不只是物体的质量,还有物体离轴的距离。

不同荷载作用时,梁的内部有拉、压和剪切应力。通常,在重力作用下,梁发生向下的微小弯曲变形,因为梁上部受压,下部受拉。在梁的中间,既不受拉也不受压的部分称为中性轴。在支点处,梁承受剪应力。预应力混凝土梁中,混凝土始终承受压应力; 高强度钢筋先被拉长,然后浇筑混凝土,当混凝土凝固,达到强度要求时,钢筋的约束被释放,混凝土受到巨大的压应力,发生向上的变形;当外部荷载作用时,向上的变形与外部荷载向下的变形抵消,从而提高承载能力。预应力混凝土梁常用于大型桥梁。

梁结构分析的主要工具是欧拉方程。其他用来确定梁挠度的数学方法有虚功法和挠度斜坡法工程师是在确定挠度感兴趣,因为光束可 ​​能与直接接触,如脆性材料玻璃 。 梁挠度也最小化的审美原因。 一个明显下垂的光束,即使结构安全,很不雅观,要避免。 一个严厉的梁(高弹性模量和高面积二阶矩 )产生偏转较少。工程师关心梁的挠度问题,因为梁可能与脆断性材料,如玻璃,直接接触。减小挠度还有审美上的原因。一个明显下垂的梁,即使结构上安全,也很不雅观,应该避免。

确定梁力(梁内力的力量施加在横梁上的支持)的数学方法,包括弯矩分配法、挠度法(英语:Flexibility method)、直接刚度法(英语:Direct stiffness method)。

提高梁的刚度(弹性模量和截面二次轴距)可以减小挠度。

大多数钢筋混凝土建筑中的梁是矩形截面,但最有效的简支梁截面是I形或H型(工字钢与H型钢)。

但I型只是一个方向弯曲时的最优截面。双向弯曲梁的最优截面是箱型,而任意方向弯曲的最优截面是管型。

最优指的是相同横截面积(单位材料量每米),相同荷载下,更少的变形

其他截面形式,如L型钢,C型钢用在特定的场合下。

相关

  • 迈克尔·穆凯西迈克尔·伯纳德·穆凯西(Michael Bernard Mukasey,1941年7月28日-,纽约),美国律师、政治家,美国共和党成员,前美国司法部长(2007年至2009年)。
  • 梅文鼎梅文鼎(1633年-1721年),字定九,号勿庵,安徽宣城人。清初天文学家、数学家、历算学家,被誉为“历算第一名家”。梅文鼎一生博览群书,著述80余种。早年,梅文鼎随其父梅士昌读《周易》,在
  • 三政紊乱三政紊乱,朝鲜王朝后期混乱政局的一种反映。三政指田政、军政和还谷制度。(还谷制类似王安石变法中的青苗法,但是官僚强迫百姓借贷,使得这一本意在于缓解农民青黄不接的善政成为
  • Paragonimus westermani卫氏肺吸虫(学名:Paragonimus westermani,又译卫氏并殖吸虫)为斜睾目住胞科并殖属的动物。是一种扁平似似咖啡豆的寄生虫,是肺吸虫症致病原中最重要者,必须透过数种中间宿主才能感
  • 范畴 (哲学)在哲学中,范畴(希腊语:κατηγορια)概念被用于对所有存在的最广义的分类。比如说时间,空间,数量,质量,关系等都是范畴。在分类学中,范畴是最高层次的类的统称。它既不同于学术
  • 三角泳裤三角泳裤(英语:swim brief)是穿着于下半身的泳装,因男女生理构造不同有不同的设计。三角泳裤与三角裤相似,外型呈三角形,腰侧长度亦分为1.5英寸及3英寸。三角泳裤以三角形覆盖穿着
  • 英国恐怖故事《英国恐怖故事》(英语:)是由约翰·洛根(英语:John Logan (writer))替Showtime电视网和Sky(英语:Sky UK)创作的英美恐怖电视连续剧。同时,约翰·洛根跟萨姆·门德斯一起担任此剧的执行
  • 刘载阳刘载阳(1836年2月2日-1880年10月11日,道光十五年十二月十六日-光绪六年九月初八日),原名永清,字复春。江苏省常州府武进县(今属常州市)人,清朝政治人物。福建候补县丞加理问衔。历署兴
  • 依本立依本立(英语:Ebenalp)也作艾本阿尔卑斯,位于瑞士东北部内阿彭策尔州境内,是阿彭策尔阿尔卑斯山最北的一座山峰,最高点海拔1640米。是一处著名的徒步旅行目的地。
  • 臧天朔臧天朔(1964年3月6日-2018年9月28日),北京人(祖籍河北廊坊),母亲为满族,中国摇滚乐歌手,其身份证上姓名为臧天.mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-