提高梁弯曲强度的措施
提高弯曲强度的措施-19
§7-5 提高弯曲强度的措施如前所述，弯曲正应力是影响弯曲强度的主要因素。
根据弯曲正应力的强度条件][max max σσ≤=zW M （a ） 上式可以改写成内力的形式][][max σz W M M =≤ （b ） （b ）式的左侧是构件受到的最大弯矩，（b ）式的右侧是构件所能承受的许用弯矩。
由（a ）和（b ）两式可以看出，提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑：减小最大弯矩、提高抗弯截面系数和提高材料的力学性能。
1．减小最大弯矩1）改变加载的位置或加载方式首先，可以通过改变加载位置或加载方式达到减小最大弯矩的目的。
如当集中力作用在简支梁跨度中间时（6-13a ），其最大弯矩为Pl 41；当载荷的作用点移到梁的一侧，如距左侧l 61处（图6-13b ），则最大弯矩变为Pl 365，是原最大弯矩的倍。
当载荷的位置不能改变时，可以把集中力分散成较小的力，或者改变成分布载荷，从而减小最大弯矩。
例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为两个集中力（图6-13c ）,而使最大弯矩降低为56.0Pl 81。
利用副梁来达到分散载荷，减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。
2）改变支座的位置其次，可以通过改变支座的位置来减小最大弯矩。
例如图6-14a 所示受均布载荷的简支梁，22max 125.081ql ql M ==。
若将两端支座各向里移动 （图6-14b ），则最大弯矩减小为l 2.02401ql ,22max 025.0401ql ql M ==只及前者的51。
图6-15a 所示门式起重机的大梁，图6-15b 所示锅炉筒体等，其支承点略向2．提高抗弯截面系数中间移动，都是通过合理布置支座位置，以减小 的工程实例。
1在截面积高。
例如对截maxM ）选用合理的截面形状A 相同的条件下，抗弯截面系数 W 愈大，则梁的承载能力就愈面高度b 的矩形截面梁，梁竖放时h 大于宽度216bh W =；而梁平放时，1226hb W =。
提高弯曲梁强度和刚度的措施
提高弯曲梁强度和刚度的措施弯曲梁的定义和应用领域弯曲梁是一种常见的结构元素，用于承受外部荷载时发生弯曲变形。
在工程领域中，弯曲梁广泛应用于桥梁、建筑、机械设备等结构的设计和制造中。
提高弯曲梁的强度和刚度可以增加结构的安全性，并且有助于减小结构的变形，以满足设计要求。
弯曲梁强度的提高措施1. 材料的选择与设计优化弯曲梁的强度受到材料的影响，选择高强度、耐腐蚀、高韧性的材料能够提高梁的强度。
同时，在设计过程中应考虑梁的断面形状和尺寸，通过施加适当的曲率和截面形状，进一步提高梁的强度。
2. 加强梁的支撑与约束加强梁的支撑和约束可以防止梁在受力时发生过度变形和破坏。
可以采用增加支撑点、加固梁支座、增加截面板厚度等措施，提高梁的承载力和抗弯性能。
3. 增加横向加劲与剪力连接横向加劲和剪力连接可以增加梁的刚度和稳定性，有效降低梁受力时的挠度和变形。
通过在梁的截面处加设剪力墙、剪力板、横向加劲肋等，可以提高梁的弯曲承载能力。
4. 使用预应力或钢筋混凝土结构预应力或钢筋混凝土结构具有良好的抗弯性能和刚度，通常能够提供较高的弯曲梁强度。
预应力技术通过施加预先拉应力，抵抗弯曲梁受力时的拉应力，提高梁的抗弯能力。
弯曲梁刚度的提高措施1. 增加梁的截面面积和高度增加梁的截面面积和高度可以提高梁的刚度，减小梁在受力时的挠度和变形。
可以通过增加梁的宽度、高度或采用变截面结构，来增加梁的刚度。
2. 加强梁的约束与支撑加强梁的约束和支撑可以增加梁的刚度和稳定性。
可以采用增加支撑点、加固梁支座、增加截面板厚度等措施，提高梁的刚度和抗弯性能。
3. 使用高强度材料选择高强度材料可以提高梁的刚度，增加梁的抗弯能力。
在设计过程中应考虑使用高强度钢材或纤维增强复合材料等材料，以增加梁的刚度和强度。
4. 增加剪力连接与加劲措施剪力连接和加劲措施可以增加梁的刚度和稳定性，减小挠度和变形。
通过在梁的截面处加设剪力墙、剪力板、横向加劲肋等，可以提高梁的刚度和弯曲承载能力。
提高梁的弯曲强度的主要措施
提高梁的弯曲强度的主要措施
提高梁的弯曲强度的主要措施
1、增加梁的翼缘厚度：通过增加梁的翼缘厚度可以改善梁的弯曲性能，但要注意不要使梁的重量太大，对结构的空间布置也有一定的影响。
2、改变梁的截面形状：改变梁的截面形状可以改善梁的弯曲性能，如增大梁的截面积、增大梁的截面惯性矩等，但要注意不要增大梁的重量，如改用I字形梁、U字形梁等。
3、采用梁节：在梁的中部采用节来分割，可以提高梁的弯曲强度，但也会增加梁的质量，所以，要根据实际情况，合理选择采用梁节的数量。
4、采用增强梁的方法：采用其他方法来增强梁的弯曲强度，如采用钢筋网、钢管包覆等，可以大大提高梁的弯曲强度，但也会增加梁的重量，并会对结构布置造成一定的影响。
5、采用节点连接：采用节点连接可以提高梁的弯曲强度，但也会增加梁的质量，而且会影响梁的结构布置，因此，要根据实际情况，合理选择节点连接的形式。
6、采用支座连接：采用支座连接可以提高梁的弯曲强度，但也会对结构布置造成一定的影响，而且要注意支座的尺寸，避免支座连接太大而影响结构的空间布置。
7、采用精度控制技术：采用精度控制技术，可以保证梁的精度，从而提高梁的弯曲强度。
8、采用改性技术：采用改性技术可以改善梁的屈曲性能，从而提高梁的弯曲强度。
9、采用焊接技术：采用焊接技术可以将梁连接起来，从而提高梁的弯曲强度，但要注意焊接的质量，以免影响结构的性能。
10、采用表面处理技术：采用合理的表面处理技术，可以改善梁的弯曲强度，如采用热处理、表面涂料等，以提高梁的耐腐蚀性能和耐磨性能。
以上就是提高梁的弯曲强度的主要措施，要根据实际情况，合理选择，以达到最好的效果。
提高梁弯曲强度的措施习题课
旳型号,然后再校核其剪应力强度.
P
Q 4m
A
B
CD
1m 1m
l 10m
解：1）研究起重机：
Q RC RD
P MC (F) 0
RD .2 Q.1 P.5 0 RD 50KN
Y 0
RC RD Q P
RC 10KN
P
Wz
M max
187.5cm3
选50a号工字钢
例8：将直径d=1mm旳钢丝绕在直径为2m旳 卷筒上，试计算在钢丝中产生旳最大应力？
E=250GPa
D 2m
解： 钢丝发生弯曲变形时，产生旳曲率半径为：
1m
E y
max
E
ymax
ymax
d 2
max 100MPa
例9：用力P将放置于地面上旳钢筋提起，若钢筋单位长度 上旳重量为q，当b=2a时，求P=？
M Amax M Bmax M中点max
P.a P.b P (l a b) 4
5）拟定许用载荷：
a b 2m
max
M max W
Mmax 2P W 185 *106 m3
P 14.8KN
例7：用一台最大起重量为150KN和200KN旳吊车，借助一 辅助梁共同吊起一重量为P=300KN旳设备，求：
t h
2t
解:很显然截面旳形心应该偏下
h2
所以中性轴也应该偏下;
h1 h2
z h1
C T
所以截面旳中性轴下列应
yb
该受拉,以上应该受压;
T max
M .h1 W
C max
M .h2 W
最合理旳截面应该满足:
提高梁抗弯强度的措施
某机械部件工程实例
• 总结词：通过采用先进的制造工艺、优化材料选择和加强表面处理等措施，提高梁的抗弯强度。 • 详细描述：在某机械部件制造工程中，为了提高梁的抗弯强度，采用了先进的制造工艺，如精密铸造或数控机
床加工。优化材料选择也是该工程的一个关键措施，通过选择具有高强度、高韧性和抗疲劳性能的材料，如合 金钢或铝合金，有效地提高了梁的抗弯能力。同时，加强表面处理也是该工程的一个重要环节，通过采用喷丸 强化、渗碳淬火或离子氮化等表面处理方法，提高了梁的表面硬度和抗疲劳性能，进一步增强了梁的抗弯强度 。这些措施使得该机械部件在承受复杂工况下的弯曲应力时能够保持稳定和可靠的性能。
05
CATALOGUE
结论与展望
研究结论
结论一
梁的抗弯强度与截面形状、材料强度、跨度等因素有关。
结论二
合理选择截面形状和材料强度可以提高梁的抗弯强度。
结论三
跨度对梁的抗弯强度也有影响，跨度越大，抗弯强度越低。
研究展望
展望一
未来研究可以进一步探讨截面形状、材料强度、 跨度等因素对梁抗弯强度的影响机制。
目的和意义
提高梁的抗弯强度可以增强结构的安 全性和稳定性。
预防梁在弯曲应力作用下的失效，延 长结构的使用寿命。
02
CATALOGUE
梁的基本概念和受力分析
梁的基本概念
梁是一种常见的结构构件，用于承受并传递弯矩和剪力。 梁通常由钢筋混凝土或钢材制成，具有足够的强度和稳定性。
梁的受力分析
梁在承受载荷时，会受到弯矩、 剪力和扭矩的作用。
合理选择材料
选择高强度材料
高强度材料能够提供更高的抗弯强度 ，如高强度钢、铝合金等。这些材料 在相同重量下能够提供更好的抗弯性 能。
第7章第4节 提高梁的强度和刚度的措施[6页]
![第7章第4节 提高梁的强度和刚度的措施[6页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a3d785e2e109581b6bd97f19227916888486b9c8.png)
理。
最大的弯矩值Mmax，比值为1：1/2：1/2
F=ql
ห้องสมุดไป่ตู้
F=ql
A
C
BA
C
BA
l/2 l/2
l/4 l/2 l/4
ql2/4 M图
ql2/8 M图
q B
l ql2/8 M图
+
+
+
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7.4 提高梁的强度和刚度的措施
在从前几节可知，等直梁上的最大弯曲正应力和 梁上的最大弯矩Mmax 成正比，和抗弯截面系数Wz成 反比。梁的变形和梁的跨度l的高次方成正比，和梁 的抗弯刚度Iz成反比。设计梁时，应满足安全性好而 材料消耗少的目的，即省料、省钱而又尽量提高梁 的强度和刚度。可从以下几方面入手。
最大的挠度ymax
13.0210-3ql4/EI、1.23810-3ql4/EI、0.325510-3ql4/EI
比值约为
1：0.095：0.025
A M图
q
l ql2/8
BA 0.2l
q
q
BA
B
0.6l
0.2l 0.5l 0.5l
ql2/40
ql2/50
ql2/5 0
ql2/6 4
ql2/6 4
ql2/3 2
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7.4.3 合理地布置载荷 当载荷已确定时，合理地布置载荷可以减小梁 上的最大弯矩，提高梁的承载能力。例如，图示桥梁 可简化成一简支梁，其额定最大承载能力系指载荷在 桥中间时的最大值，超出额定载荷的物体要过桥时， 采用长平板车将集中载荷分为几个载荷，就能安全过 桥。吊车采用副梁可以吊起更重的物体也是这个道理。
提高梁弯曲强度的主要措施
地表水下渗。施工过程中应注意地质环境保护。 根据《 建筑抗震设计 规范 》Ｇ ５０ １ ０ １ 、 中 （ Ｂ ０ １ —２０ ） 《 国地震动参数 区划 图》Ｇ １３ ６ ０ １ 的划分 ， （ Ｂ ８０ —２０ ） 场地 参考文献 ： 抗 震设 防烈度 为 Ⅶ度 ， 设计 基 本 地 震 加 速 度 值 为 ０ １ｇ Ｅ ３ 胡厚 田． ． ０ １ 土木工程地质Ｅ ． 京 ： Ｍ］ 北 高等教育 出版社 ，０ １ ２０． （ ｇ为重力加 速度 ）抗震 分 组为第 一 组 ， 计特 征周 期 为 Ｅ３ 洪 毓 康． 质 学 与 土 力 学 Ｅ ． 京 ： 民 交 通 出 版 社 ， ， 设 ２ 土 Ｍ］北 人
场地 整 体稳 定 ， 不 良地 质 作 用 ， 宜 建 筑 。建 议 无 适
场地土 属 中 软一 中 硬 土 ， 地 类 别 为 Ⅱ类 建 筑 场 本 工程博 物 馆采用 独立基 础 ， 以 可塑粘 土 为基 础 持力 场 均
地 ， 于可进 行建设 的一般场 地 。 处 ３ ３ 土 的地基 基础 适宜 性评价 ．
的形 状和尺 寸及 所 用的材料 有 关。 因此 ， 要提 高梁的 弯 曲强度 ， 一方 面是 采 用合理 的截 面 形状 ， 以增 大抗 弯截 面 系数 ｗ 的数 值 ， 分 利 用 材料 ； 充 另一 方 面 应合 理 安 排 梁 的 受 力 情 况 ， 以降 低 最 大 弯矩
Ｍ 的 数 值 。
孜牙汉 ・ 沙木 丁 依
（ 新疆建设职工技术学院， 新疆 乌鲁木齐 ８０ ５ ） ３０ ４
摘 要： 在机 械设 计 中要 尽 量提 高 梁的弯 曲强度 ， 降低 材料 的消耗 ， 而使设 计 满 足 既安 全 又经 济 的 从
要求， 这是 工程技 术人 员 必备 的基 本 思路 。在一般 情 况下 ， 梁的设计 是 以弯曲正应 力 强度 条件 为依据 的 。从 弯曲正应 力 强度 条件 ‰ 一Ｍ～ ／ ≤ ［］ 以看 出， 的强度 与外 力引起 的最 大 弯矩 、 截 面 ｗ ｄ 可 梁 横
提高梁抗弯强度的措施方案
l/2
l
A
B
F
F
F/2
F/2
辅梁
结论:同一构件放置方式相同,改变荷载布置方式,它们在承受同样大荷载的情况下弯曲变形情况也会不同.
梁的抗弯强度是指梁在荷载作用下产生弯曲变形抵抗破坏的能力.
提高梁弯曲强度的措施
工程中设计梁时,提高梁的抗弯强度,在材料用量一定的情况下可以使梁承受较大荷载；在承受一定荷载的情况下,提高梁的抗弯强度可以节约材料,达到既安全又经济的目标.
结论：同一根梁的放置方式不同,它们的抗弯能力也不同. <矩形截面梁"立放"时的抗弯截面系数大于其平放时的抗弯截面系数,所以常见的矩形截面梁通常是截面高度大于截面宽度.>
探究问题3：在实验中,根据梁的变形分析观察,分析同一构件放置方式相同,它们在承受同样大荷载的情况下,梁的强度与荷载布置方式有无关系？如何布置才能有利于提高梁的抗弯强度？ 活动3：取两根硬纸片和两支相同的圆笔筒,放置如图e 所示,在硬纸片的中间处用手指给它一个竖直向下的作用力F,观察比较下面一根直尺与图c所示直尺的承受荷载能力和弯曲变形情况.
l/2
l
A
F
F
F/2
F/2
辅梁
合理布置梁上荷载
把集中荷载分散并靠近支座布置
合理布置梁上荷载
受均布载荷的简支梁
l
A
B
q
q
a
B
a
l
A
C
D
当两端支座分别向跨中移动a＝0.2l时
0.125ql2
0.02ql2
0.02ql2
0.025ql2
改变支座位置以减小梁的跨度,均可降低弯矩的最大值
3. 采用变截面梁 梁的截面是按梁的最大弯矩来设计的,一般情况下,梁的截面各处是不相同的,因此,为了节约材料,根据工程实际情况可考虑按各截面的弯矩大小来确定梁的截面尺寸,这种截面随梁 轴位置不同而发生改变的梁叫做变截面梁.工程上常采用形状简单、接近等强度梁〔每一截面上的最大正应力都刚好等于或略小于材料许用应力的梁的变截面梁,例如阳台、雨篷的挑梁〔图4-28a,鱼腹式吊车梁〔图4-28b等.
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一、概念
梁：以弯曲变形为主要变形形式的杆件。
一、概念
强度：构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
一、概念
强度：构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
40人死亡，14人受伤，直 接经济损失631万元。
一、概念
强度条件
σmax
Mmax Wz
≤ [σ]
τmax
Fs,maxS*z,max Izb
二、提高梁弯曲强度的措施
抗弯截面系数
Wz ymIzax
Iz A y2dA
C
z
ymax
y z
dA
y
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
（1）合理安排梁上载荷 （2）合理安排梁的支座
2、选择合理的梁的截面形状
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
(a(aF/2
F
A
A
A
l/4 l/l4/4 ll//44
F
BB
ll/4/4 Bl/4
A l/6
M
M
M
l/4 l/4 l/4 l/4
Fl
Fl 8
8
Fl 8
M 5
x3
(b)
x
x
(b) (b)
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
（1）合理安排梁上载荷 （2）合理安排梁的支座
≤ [τ]
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
二、提高梁弯曲强度的措施
AA AA
MM MM
FF FF
l/l2/2 l/2l/2
l/l2/2 l/2l/2 F4Fl l FlF4l 44
(a)
(a) (a()a)
FF/2/2
FF/2/2
FF/2/2
FF//22
BB
AA
BB
BB
AA l/l4/4 l/l4/4 l/l4/4 l/l4/4 BB
谢谢
MM l/l4/4
l/l4/4 l/l4/4
Fl
ll//44
M
MM
x
8Fl FF8l l
x
x
8(8b)
x
xx
(b)
xx
(b(b))
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
（1）合理安排梁上载荷
二、提高梁弯曲强度的措施
AA
A
l/2l/2
M
l/2
M
M
FF
F
ll//22
Fll/2
4Fl F4l
4 (a)
二、提高梁弯曲强度的措施
10号槽钢与相同面积矩形截面的抗弯截面系数
y
y
z
z
Wy 9.72cm3
Wz 39.7cm3
Wy 2.7cm3
Wz 21.3cm3
二、提高梁弯曲强度的措施
几种常见截面的 Wz / A
z
z
z
z
h d h h
截面形状
WZ / A
矩形
0.167h
圆形
0.125d
槽钢
(0.27 ~ 0.31)h
工字钢
(0.27 ~ 0.31)h
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
三、小结
1、合理安排梁的受力
（1）合理安排梁上载荷 （2）合理安排梁的支座
2、选择合理的梁的截面形状
四、课后思考题
根据“重庆市綦江县彩虹桥整体垮塌事故分析 处理报告”，彩虹桥的垮塌是由设计、施工和管理 上的诸多问题所导致的重大责任事故。请从强度的 角度为彩虹桥的设计提出合理化的建议。