梁 (结构)

✍ dations ◷ 2025-04-03 17:22:45 #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

  • 第一枚太空火箭V-2火箭是指德国在第二次世界大战中研制的一种短程弹道导弹,也是世界上最早投入实战使用的弹道导弹。其目的在于从欧洲大陆直接准确地打击英国本土目标。因为是人类第一个可
  • 1692年重要事件及趋势重要人物
  • 神奇的数字:7±2《神奇的数字:7±2:我们信息加工能力的局限》(The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information)是美国认知心理学家乔
  • 阿拉伯世界阿拉伯世界主要城市 阿拉伯世界(阿拉伯语:العالم العربي‎)是指分布于西亚和北非,主要以阿拉伯语作为主要语言的国家。从西边的毛里塔尼亚延伸至东边的阿曼,横跨非洲
  • 铼的同位素铼(原子量:186.207(1))的同位素,只有1种是稳定的,另一个187 Re为天然放射性。备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
  • 神智清楚主义神智清楚主义(英语:Sanism或Mentalism)是指对精神病患者的偏见、压迫,如同种族主义一般将精神病患者同其他人区别对待,由美国律师莫丁·伯恩鲍姆(英语:Mortin Birnbaum)、迈克尔·波
  • 北山宏光北山宏光(1985年9月17日-),杰尼斯事务所旗下偶像团体Kis-My-Ft2的成员。身高167cm,血型A型。2011年8月10日随Kis-My-Ft2正式出道。为团体里最年长的成员。团体演出请参照Kis-My-F
  • 东京棋东京棋(Tonkin)是十九世纪出现于法国的连棋类游戏,名称来自法属印度支那的越南东京。
  • 常姓常姓为中文姓氏,在《百家姓》排名第80位。山东、河南、江苏为早期常姓发源地。汉时常在山东的一支已形成一大望族,有平原郡望;至三国时部分迁入四川;同时亦在河南形成望族。唐时
  • 冲绳美军强奸12岁少女事件冲绳美军强奸12岁少女事件,指1995年9月4日三名非裔美国军人在冲绳强奸、虐打一名12岁的日本小学女生。日本舆论为之哗然,造成当时“驻日美军撤出冲绳”的呼声甚为强烈。不少日