梁的合理设计
桥梁设计的四大原则
桥梁设计的四大原则桥梁设计的四大原则1、刚柔相济合理的桥梁结构体系应该是刚柔相济的。
结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
结构I _ _一一一 / /是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。
最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。
也许都是相通的。
想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？做人太刚和太柔都不受推崇。
过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。
世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。
柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。
但过柔亦为人所不耻。
因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。
处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。
古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。
用现代的话来讲大意是做人――文章来源网络，仅供个人学习参考最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。
刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候, 牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。
梁的合理设计
梁的合理设计能动二班曲力涛 1305060212梁的设计的基本问题是如何保证在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，以最经济的代价，对梁进行合理设计，即满足实用又经济的要求。
所以我们要在一定外力为作用下设计出一种杆件使其一方面满足强度要求，一方面使用材料很少。
在设计梁时，实用上的要求就是跨度和承载能力。
我们作强度和刚度计算的时候，梁的跨度和承受的载荷应视为给定条件，也是我们讨论的前提。
关于经济的要求，要考虑施工条件、材料选择、截面尺寸、技术经济指标等几个方面，这里只能考虑材料和截面尺寸两个因素。
一、对于材料截面的合理选择对于一般情况，在梁的设计中，正应力骑着控制作用，不必核校切应力。
下面我选择正应力公式分析：由正应力公式可见，梁所可以承受的额最大弯矩与弯曲截面系数成正比，由此可见，在截面面积相同的情况下，Wz越大的截面设计越合理。
我们可以通过不同形状截面的W/A来比较其合理性。
通过计算分析得出，工字型截面、槽型截面比矩形截面合理，矩形截面比圆形截面合理。
二、选择离心铸造材料根据梁的正应力分布情况来看，材料截面的两端正应力最大而中性轴附近正应力最小，由此可见，增强钢梁的抗弯能力，以加强两翼，将梁做成工字形或箱形横截面为最合理。
我们可以采取离心铸造法铸造材料，由于两端材料密度大，中性轴处密度小的特点，使得材料两端的强度大，而中性轴附近的材料强度在满足条件下相对较小，从而达到节约材料用量、充分利用材料的设计目的。
通常我们设计梁的截面尺寸一般是根据最大弯矩设计并制成等截面，要求最大应力处小于容许应力即可，这样对于其它应力要求小的部分使用同样大小的截面很大程度的浪费了材料的性能，而且加大了用量。
三、采用变截面梁形式基于此，我们可以设计一种变截面梁，而目前最合理的变截面梁是等强度梁。
等强度梁就是使梁各横截面上的最大正应力都相等，并达到材料的容许正应力。
这种设计一方面省材料，最大限度的提高材料的利用率，另一方面提高结构的承载力，使结构更加安全，而且节省空间，降低自重，提高结构的实用性。
主体工程梁柱方案设计要求
主体工程梁柱方案设计要求1.设计依据和要求主体工程梁柱方案设计的依据主要包括相关的国家标准和规范、建筑设计方案要求、建筑物使用功能要求等。
在设计过程中，需要充分了解建筑物的使用功能和设计要求，合理确定建筑物的结构等级和抗震设防要求，根据相关规范确定梁柱结构的受力计算标准和设计参数，确保设计方案符合相关的法律法规和规范要求。
2.结构布局和构件选型在进行梁柱方案设计时，需要根据建筑物的空间布局和荷载传递路径，合理确定梁柱结构的布置和空间位置。
根据建筑物的使用功能和荷载要求，选择合适的梁柱截面尺寸和材料，确保梁柱结构能够承担建筑物的荷载并满足相应的抗震要求。
3.受力计算和分析在进行主体工程梁柱方案设计时，需要进行梁柱结构的受力计算和分析。
通过对梁柱结构的受力情况进行分析，确定梁柱结构的内力大小和分布情况，评估梁柱结构的受力性能和安全性，确保梁柱结构能够满足建筑物的使用要求和安全性能。
4.节点设计和连接方式在梁柱方案设计中，需要合理设计梁柱节点的连接方式和细部构造。
通过对梁柱节点的受力和变形进行分析，确定合适的节点连接方式和构造形式，确保梁柱结构的节点能够满足受力和变形要求，并保证梁柱结构的整体稳定性。
5.施工技术和工艺要求在主体工程梁柱方案设计中，需要考虑梁柱结构的施工技术和工艺要求。
合理确定梁柱结构的施工工艺和施工工序，确保梁柱结构的施工质量和施工安全，减少施工难度和提高施工效率。
总结：主体工程梁柱方案设计是建筑结构设计的重要组成部分，设计合理的梁柱结构方案能够保证建筑物的结构安全和稳定性能。
在梁柱方案设计中，需要充分考虑建筑物的使用功能和荷载要求，合理确定梁柱结构的布局和构件选型，进行受力计算和分析，设计合理的节点连接方式和细部构造，考虑施工技术和工艺要求，确保梁柱结构能够满足建筑物的使用要求和施工需求。
通过科学合理的梁柱方案设计，能够提高建筑物的结构性能和施工质量，促进建筑结构的科学发展。
桥梁工程中的梁设计规范要求
桥梁工程中的梁设计规范要求在桥梁工程中，梁是承受荷载并将其传递到支座或墩台上的关键结构部件。
梁的设计规范要求对于保证桥梁结构的安全性、可靠性和经济性都具有重要意义。
本文将介绍桥梁工程中常规的梁设计规范要求，并探讨其在工程实践中的应用。
一、荷载规范要求桥梁工程中，梁的设计必须满足各种荷载的规范要求。
根据国家规范，标准荷载包括常态荷载、可变荷载和事故荷载等。
常态荷载包括车行荷载、行人荷载、自重和温度等，可变荷载包括风荷载、流载荷及反力等，事故荷载则包括地震荷载和撞击荷载等。
梁的设计应考虑各种荷载组合，以确保桥梁结构的安全稳定。
二、几何尺寸要求梁的几何尺寸是梁设计的重要参数之一。
在梁设计中，必须满足一定的几何要求，如跨径、梁高、梁宽、梁截面形状等。
这些几何要求既受到桥梁功能和形式的影响，又受到荷载和材料力学性能的制约。
在设计中，需要通过合理的几何参数选择，使梁在满足力学性能的前提下，尽可能降低材料和施工成本，提高桥梁的使用寿命。
三、材料规范要求梁的设计还要满足相应的材料规范要求。
常用的桥梁材料包括混凝土、钢材和预应力混凝土等。
设计中需要确保梁的材料性能满足规范要求，如强度、韧性、疲劳性能等。
对于预应力混凝土梁，还需要进行预应力设计，以提高梁的抗裂性能和承载能力。
四、变形和振动要求梁的设计还需要考虑其变形和振动性能。
变形要求是指梁在荷载作用下的变形能否满足规范要求，如挠度和沉降等。
振动要求是指梁在自然频率和谐振条件下的振动能否满足规范要求，如避免共振、抑制振动幅值等。
梁的设计需要通过结构分析和计算，确保其变形和振动性能处于合理范围，以提供良好的桥梁运行条件。
五、施工规范要求梁的设计还要满足相应的施工规范要求。
在梁的施工过程中，需要根据实际情况进行工艺设计、施工研究和施工组织等。
梁的设计应考虑到施工时的方便性和安全性，同时还要满足相关施工规范和标准，以确保梁的施工质量和工期的控制。
总结起来，桥梁工程中的梁设计规范要求包括荷载规范要求、几何尺寸要求、材料规范要求、变形和振动要求以及施工规范要求等。
梁的合理设计
变截面梁
等强度梁
3．提高材料的力学性能
课程内容到此结束
我们共同度过了 一段美好的学习时光 她会留在我们的记忆里
谢谢大家！
再见！
矩降低为
1 Pl 8
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。
M
x
1 pl 4
x
1 pl 8
3）改变支座的位置
通过改变支座的位置来减小最大弯矩。
x
1 ql2
50
1 ql2
8
x
M
M
1 ql2
40
门式起重机的大梁，锅炉筒体等，其支承点略 向中间移动，都是通过合理布置支座位置，以 减小M max的工程实例。
说明：对于矩形，工字形等截面，增加截面高度虽 然能有效地提高抗弯截面系数；但若高度过大，宽 度过小，则在载荷作用下梁会发生扭曲，从而使梁 过早的丧失承载能力。
2）用变截面梁 对于等截面梁，除Mmax所在截面的最大正应力达到材 料的许用应力外，其余截面的应力均小于，甚至远小
于许用应力。因此，为了节省材料，减轻结构的重量， 可在弯矩较小处采用较小的截面。
2．提高抗弯截面系数（两方面考虑）
1）选用合理的截面形状
在截面积相同的条件下，抗弯截面系数 W愈大， 则梁的承载能力就愈高。例如对截面高度h大于宽 度b的矩形截面梁:
梁竖放时: 梁平放时:
W1
1 bh 2 6
W2
1 6
hb2
所以竖放比平放有较高的抗弯能力。
当截面的形状不同时，可以用比值W/A来衡量 截面形状的合理性和经济性。常见截面的W/A 值：
表明：材料远离中性轴的截面（如圆环形、工字形等） 比较经济合理。
结构设计,梁、板的这些规范要点不能忘!
结构设计，梁、板的这些规范要点不能忘！一、梁设计1.截面：宽度不宜小于200，高宽比不宜大于4，跨高比不宜小于4；宽扁梁及深梁详规范。
2.梁截面控制指标A.纵筋配筋率：最小配筋率按《混凝土规范》表11.3.6-1中数值取用，一般模型计算会主要考虑，不用管；最大配筋率不宜高于 2.5%；B.纵筋净距：顶筋不应小于30mm和1.5d，底筋不应小于25mm和1.0d。
钢筋多余2层时，2层最少钢筋中距应比下面2层中距增大1倍。
各层钢筋长度不小于25mm和d（d为纵筋最大直径）。
C.纵筋面积比：一级不应小于0.5，二三级不应小于0.3，四级规范无要求，一般取0.25。
D.箍筋直径及肢数：当截面高度大于800时，箍筋直径不宜小于8mm；截面高度小于800时，箍筋直径不应小于6mm；一级不小于10mm，二三级不小于8mm，四级不小于6mm，当纵半边配筋率大于2%时，箍筋直径加大（按规范的表中最小直径来加大）；箍筋肢数：梁宽小于350mm用双肢箍，350~600时四肢箍，650~800时六肢箍。
E.箍筋加密区最大间距：一级不大于hb/4、6d、100的较小者；二级不大于hb/4、8d、100的较小者；三四级不大于hb/4、8d、150的较小者。
F.箍筋加密区长度：一级不小于2hb、500的较大者；二三四级不小于1.5hb、500的较大者。
3.梁配筋构造A.架立筋：一般用12mm，但是《混凝土规范》9.2.6中指出，跨度小于4m是不宜小于8mm，跨度4~6m不应小于10mm，大于6m时不应小于12mm。
B.梁侧构造筋：梁腹板高度hw（梁高-板厚）不小于450mm时，梁两侧端部沿高度配置纵向构造钢筋，间距不宜大于200mm，单侧配筋率不小于腹板面积（bhw）的0.1%；注意，扭筋构造是按照全高布置构造筋，间距不宜大于200mmC.悬臂梁构造：应有至少2五指钢筋伸至悬臂梁外端，并向下弯折不少于12d，其余钢筋不应切断，应在《混凝土规范》9.2.8条规定的弯起点弯折。
混凝土梁的设计规范
混凝土梁的设计规范混凝土梁是建筑结构中常见的构件，其主要作用为支撑和传递荷载。
而为了保证混凝土梁的安全和稳定性，设计规范显得尤为重要。
本文将从多个方面探讨混凝土梁的设计规范。
首先需要注意的是混凝土梁的材料要求。
在混凝土梁的设计中，应根据力学性质和结构要求，确定混凝土材料的等级和强度等参数。
混凝土梁的设计中，常用的混凝土品种为C30、C35、C40等。
在进行混凝土梁的设计时，必须按照设计规范选择具有一定强度保证的混凝土材料，同时进行充分加固以保证混凝土梁的承载力和耐久性。
其次是混凝土梁的截面设计。
混凝土梁的截面形式和大小应按照力学原理进行选择。
一般来说，混凝土梁的截面建议不要太小，以免产生应力集中。
同时应根据受力情况确定刚度和强度，应保证混凝土梁截面的合理性和安全性。
此外，混凝土梁应尽量采用整块状的断面，不得出现内凹、内凸和内缩裂等情况。
另外，混凝土梁的钢筋设计也是十分重要的。
在混凝土梁的设计中，钢筋的类型、规格和数量等参数的选择应根据受力情况、材料强度等因素进行合理的安排。
如果钢筋的数量不足或者类型不符合要求，会导致混凝土梁内部裂缝严重，承载力下降，从而影响整个建筑的安全性。
此外，混凝土梁在施工过程中的质量控制也很重要。
混凝土梁的工艺流程如浇注、养护等环节，都需要严格执行相应的规范和标准，以确保混凝土梁的质量和可靠性。
一般来说，混凝土梁的养护时间不得小于28天，以保证混凝土梁的硬度和强度。
总之，混凝土梁的设计规范是建筑中独立且重要的一部分。
混凝土梁的设计、钢筋与混凝土的配合选取、施工过程的质量控制等方面，都需要有严格的要求。
只有全面考虑混凝土梁的质量把控和安全评估，才能推进建筑工程的成功。
混凝土梁标准尺寸设计
混凝土梁标准尺寸设计混凝土梁标准尺寸设计一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的承重构件之一，其作用是将荷载传递到支座上。
混凝土梁的设计需要考虑荷载、材料强度、结构形式等多个因素，其中标准尺寸的设计是保障混凝土梁质量和安全的重要措施之一。
本文旨在介绍混凝土梁标准尺寸设计的相关知识。
二、混凝土梁标准尺寸的基本概念混凝土梁标准尺寸是指在一定荷载条件下，满足混凝土梁强度和变形等性能要求的尺寸。
混凝土梁标准尺寸的设计应满足以下要求：1. 满足混凝土梁强度和变形要求；2. 满足工作性能要求，如挠度、裂缝控制等；3. 尽可能减小材料消耗，降低成本；4. 便于施工、检查和维修。
三、混凝土梁标准尺寸的设计方法混凝土梁标准尺寸的设计方法主要包括以下两种：1. 基于极限状态设计法的混凝土梁标准尺寸设计极限状态设计法是基于结构在极限状态下的受力性能进行设计的一种方法。
在混凝土梁标准尺寸的设计中，极限状态设计法主要应用于混凝土梁的强度和变形的限制。
按照极限状态设计法，混凝土梁标准尺寸的设计需要满足以下条件：1. 抗弯强度设计值大于或等于荷载的弯矩；2. 抗剪强度设计值大于或等于荷载的剪力；3. 混凝土梁的挠度应小于规定的极限值，以控制结构的变形。
2. 基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计是指在荷载作用下，混凝土梁的变形不应超过某一限值，以保证结构的不破坏和使用性能。
该方法主要适用于需要考虑混凝土梁的变形限制的情况。
按照基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计方法，需要满足以下条件：1. 混凝土梁的挠度应小于规定的变形限制值；2. 混凝土梁的裂缝宽度应小于规定的限制值。
四、混凝土梁标准尺寸的基本参数混凝土梁标准尺寸的设计需要考虑以下基本参数：1. 荷载：混凝土梁受到的荷载是设计中的重要参数之一，荷载的大小和作用方式会直接影响混凝土梁的标准尺寸。
2. 混凝土强度等级：混凝土强度等级是混凝土梁标准尺寸设计中的重要参数之一，不同强度等级的混凝土需要采用不同的标准尺寸。
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D a a
F A
a
C
d b
2、确定圆木直径d
h
解： 1、确定WZ最大时的h/b
bh2 b(d 2 −b2 ) WZ = = 6 6
σmax =
Mmax ≤ [σ ] WZ
Mmax = Fa = 7.5kNm
Mmax 7.5×103 N ⋅3m WZ ≥ = 75×104 mm ≥ [σ ] 10×106 Pa
I
F
z I-I剖面 z
I
(A)
(B)
(C)
(D)
例题 4.37
在图示十字形截面上,剪力为Fs,欲求m--m线上的切
* F sSz D 应力,则公式中 τ = , ____ . IZb
* b A、 Sz 为截面的阴影部分对 z′轴的静矩， = 4δ ；
* B、 Sz 为截面的阴影部分对 z′轴的静矩，b = δ ；
二、合理布置梁的形式和荷载，以
q
A B
0.2l
0.025ql 2
B
0.6l
0.2l
0.025ql 2
0.125ql 2
0.025ql 2
2. 适当增加梁的支座
q
A
l
q
A B
l 2 l
B
l
0.03125ql 2
2
0.125ql
2
0.0175ql 2
3. 改善荷载的布置情况
q= F l
F
l 2 l 2
l
+
1 Fl 4
0.125ql 2
三、采用变截面梁
四、合理利用材料
混凝土
x
x
x
钢筋
钢筋混凝土材料在合理使用材料方面是最优越的
(a )
(b )
例题 4.35
矩形截面简支梁由圆形木材刨成，已知F=5kN a=1.5m，[σ]=10MPa，试确定此矩形截面h/b的最 优比值，使其截面的抗弯截面系数具有最大值，并 计算所需圆木的最小直径d。
bh2 1 WZ = 。 = [( 2b)2 ⋅ b] = 75×104 mm3 b =131mm 6 6
dWZ =0 db
1 2 (h − 2b2 ) = 0 6
h = 2 b
d 2 = h2 + b2 = 3b2 = 515×102 mm2
例题 4.36
悬臂梁由两根槽钢背靠背(两者之间未作任何固定 连接)叠加起来放置,构成如图示.在载荷作用下,横截面 上的正应力分布如图_________所示. D
梁的合理设计
一、合理选择截面形状，尽量增大Wz值
1.梁的合理截面 梁的合理截面
bh 2 6
hb 2 6
9 . 72 cm 49 cm
3
3
0 . 167 a 3
N O 10
0 . 118 a 3
工字形、槽形截面比矩形截面合理，矩形截面比圆形 截面合理
2.根据材料特性选择截面 根据材料特性选择截面 对于抗拉和抗压不相同的脆性材料最好选用关于中性轴不对称的截面
y
m m
* b C、 Sz 为截面的阴影部分对 z 轴的静矩， = 4δ ； * D、 Sz 为截面的阴影部分对 z 轴的静矩，b = δ ；
z′ z
Fs
δ
4δ
例题 4.38
若对称弯曲直梁的弯曲刚度EI沿杆轴为 常量,其变形后梁轴_____. A
A、 为圆弧线，且长度不变。 B、 为圆弧线，而长度改变。 C、 不为圆弧线，但长度不变。 D、 不为圆弧线，且长度改变。
本章作业
4－1， 4－4(a)， 4－19， 4－38， 4－2(c)(e)， 4－8(a)(e)， 4－25， 4－53， 4－3 4－15(b)(c)， 4－36，
4－31，