06材料力学01梁的挠度
混凝土梁挠度计算方法及控制技术
混凝土梁挠度计算方法及控制技术一、引言混凝土梁是建筑中常用的结构形式，其主要承受荷载的能力来自于混凝土本身的强度，而在运用混凝土梁进行建筑设计时，需要考虑到梁的挠度问题。
梁的挠度是指在承受荷载作用下，梁的形变程度。
如果梁的挠度过大，将会对建筑结构的稳固性和安全性产生影响。
因此，混凝土梁的挠度计算和控制技术是建筑设计中非常重要的一个环节。
二、混凝土梁挠度计算方法1. 梁的弯曲应力和挠度公式在混凝土梁受力时，可以根据材料力学原理，推导出梁的弯曲应力和挠度的公式。
具体公式如下：（1）弯曲应力公式σb = M*y/I其中，σb为梁的弯曲应力，M为梁的弯矩，y为梁截面离中性轴的距离，I为梁的惯性矩。
（2）挠度公式δ = 5*w*l^4/(384*E*I)其中，δ为梁的挠度，w为单位长度上的荷载，l为梁的跨度，E为混凝土的弹性模量，I为梁的惯性矩。
2. 梁的截面惯性矩的计算方法梁的惯性矩是梁截面上各点到中性轴距离的平方与对应的截面面积的乘积之和。
具体计算方法如下：（1）矩形截面的惯性矩计算公式I = bh^3/12其中，b为矩形截面的宽度，h为矩形截面的高度。
（2）圆形截面的惯性矩计算公式I = πr^4/4其中，r为圆形截面的半径。
（3）T形截面的惯性矩计算公式I = (b1*h1^3/12)+(b2*h2^3/12)+(h2*(a-b2)^3/12)其中，b1、h1分别为上部矩形截面的宽度和高度，b2、h2分别为下部矩形截面的宽度和高度，a为T形截面的总宽度。
3. 梁的弯矩计算方法梁的弯矩是指在承受荷载作用下，梁截面上的应力矩。
可以根据梁所受荷载的类型，采用不同的计算方法进行计算。
常见的荷载类型有集中荷载、均布荷载和三角荷载等，具体计算方法如下：（1）集中荷载的弯矩计算公式M = P*a其中，M为弯矩，P为集中荷载的大小，a为集中荷载离梁支点的距离。
（2）均布荷载的弯矩计算公式M = w*l^2/8其中，M为弯矩，w为单位长度上的荷载，l为梁的跨度。
材料力学梁的挠度和刚度计算课件
桥梁刚度反映了桥梁结构抵抗变形的能力。刚度计算可以帮助工程师了解桥梁在不同载荷作用下的变形情况，从 而优化结构设计，提高桥梁的承载能力和稳定性。
梁的挠度和刚度在房屋建筑中的应用
房屋挠度
在房屋建筑中，挠度对建筑物的安全 性和稳定性具有重要影响。通过计算 和分析挠度，可以确保建筑物在使用 过程中不会发生过大的弯曲和变形， 从而保证居住者的安全。
泊松比与挠度
泊松比是衡量材料横向变形能力的 参数。泊松比越大，梁在受到压力 时横向变形越大，导致挠度增加。
剪切模量与刚度
剪切模量反映了材料抵抗剪切应力 的能力。剪切模量大的材料具有较 大的刚度，能够更好地抵抗变形。
材料的弹性模量对挠度和刚度的影响
01
弹性模量与挠度
弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形能力的参数。弹性模量越大，梁在受
03
梁的挠度计算方法
挠度的计算公式
挠度计算公式：$y = frac{Fl^4}{48EI}$
$I$：梁的惯性矩 $E$：材料的弹性模量
$F$：施加在梁上的力 $l$：梁的长度
挠度的计算步骤
确定施加在梁上的力 $F$和梁的长度$l$。
将已知数值代入挠度 计算公式进行计算。
确定材料的弹性模量 $E$和梁的惯性矩$I$ 。
材料的泊松比对挠度和刚度的影响
泊松比与横向变形
泊松比描述了材料在受到压力时横向变形的程度。泊松比 越大，横向变形越明显，这可能对梁的挠度和刚度产生影 响。
泊松比与交叉应力
在分析梁的挠度和刚度时，需要考虑由于泊松比引起的交 叉应力效应。这种效应会影响梁的剪切力和弯矩分布，从 而影响挠度和刚度。
泊松比与材料非线性的考虑
梁的刚度定义
刚度
孙训方《材料力学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-梁弯曲时的位移(圣才出品)
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ql3/6，D＝－ql4/24。
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故挠曲线方程和转角方程分别为：
w（x）＝qx2（x2＋6l2－4lx）/（24EI），θ（x）＝q（x3－3lx2＋3l2x）/（6EI）
则最大挠度 wmax＝w（x）|x＝l＝ql4/（8EI）；梁端转角 θB＝θ（x）| x＝l＝ql3/（6EI）。
表 5-1-4 叠加原理计算梁的挠度和转角
四、梁的刚度校核·提高梁的刚度的措施（见表 5-1-5）
表 5-1-5 梁的刚度校核及提高措施
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五、梁内的弯曲应变能 定义：由于梁弯曲变形而存储的能量称为梁内的弯曲应变能。梁在弹性变形过程中，其 弯曲应变能与作用在梁上的外力所作的功相等，常见梁内的弯曲应变能见表 5-1-6。
则最大挠度 wmax＝w（x）|x＝l＝Fl3/3EI；梁端转角 θB＝θ（x）| x＝l＝Fl2/2EI。
图 5-2-1（a）（b） （2）建立如图 5-2-1（b）所示坐标系。 首先列弯矩方程：M（x）＝－q（l－x）2/2，由此可得挠曲线近似方程： EIw″＝－M（x）＝q（l－x）2/2 积分得： EIw′＝－q（l－x）3/6＋C① EIw＝q（l－x）4/24＋Cx＋D② 该梁的边界条件：x＝0，w＝0，x＝0，w'＝0。代入式①、②可确定积分常数：C＝
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第 5 章 梁弯曲时的位移
5.1 复习笔记
梁在承受荷载时发生相应的变形，变形后轴线相对原位置将会发生位移、梁的截面将出 现转角，梁内会因变形存储能量。本章首先介绍梁的位移概念，并基于坐标系统建立挠曲线 方程；接着介绍求解梁的位移的方法，根据挠曲线近似微分方程积分和按叠加原理计算；再 介绍梁刚度校核以及提高梁刚度的方法；最后介绍梁弯曲应变能的概念及计算方法。
《2024年梁的挠度和转角问题分析》范文
《梁的挠度和转角问题分析》篇一一、引言在工程结构中，梁作为基本的结构构件，其承载能力和稳定性对于整个结构的性能起着至关重要的作用。
为了准确分析梁的受力行为和变形特性，必须对其挠度和转角问题进行深入研究。
本文将对梁的挠度和转角问题进行详细分析，并探讨其产生的原因和影响。
二、梁的挠度问题梁的挠度是指梁在荷载作用下发生的弯曲变形。
这种变形会影响梁的承载能力和使用功能。
梁的挠度问题主要涉及以下几个方面：1. 产生原因：梁的挠度主要由外力（如重力、风力、地震力等）和内部力（如弯矩、剪力等）共同作用产生。
这些力会使梁产生弯曲变形，从而导致挠度的产生。
2. 影响因素：梁的挠度受多种因素影响，如梁的跨度、截面尺寸、材料性能、支撑条件等。
跨度越大、截面尺寸越小、材料性能越差、支撑条件越差，梁的挠度就越大。
3. 分析方法：常用的梁挠度分析方法包括材料力学法和弹性力学法。
材料力学法基于实验数据和经验公式进行计算，而弹性力学法则通过建立微分方程进行求解。
这些方法可以帮助我们了解梁的挠度分布和变化规律。
三、梁的转角问题梁的转角是指梁在弯曲过程中，各截面相对于某一参考线（如中心轴）发生的转动角度。
转角对梁的受力特性和变形行为具有重要影响。
梁的转角问题主要涉及以下几个方面：1. 产生原因：梁的转角主要由弯矩引起。
当梁受到弯矩作用时，各截面会产生相对转动，从而形成转角。
2. 影响因素：与挠度类似，梁的转角也受跨度、截面尺寸、材料性能、支撑条件等因素的影响。
此外，荷载分布和作用位置也会对转角产生影响。
3. 分析方法：转角分析通常与挠度分析相结合，通过求解微分方程或使用有限元法等方法进行计算。
这些方法可以帮助我们了解梁的转角分布和变化规律，从而为结构设计提供依据。
四、解决方法与措施针对梁的挠度和转角问题，我们可以采取以下措施进行解决和预防：1. 优化设计：在结构设计过程中，应充分考虑梁的跨度、截面尺寸、材料性能等因素，合理设计梁的结构形式和尺寸，以减小挠度和转角的产生。
材料力学考试题(卷)集(含答案解析)
《材料力学》考试题集一、单选题1.构件的强度、刚度和稳定性________。
(A)只与材料的力学性质有关(B)只与构件的形状尺寸有关(C)与二者都有关(D)与二者都无关2.一直拉杆如图所示，在P力作用下。
(A) 横截面a上的轴力最大(B) 横截面b上的轴力最大(C) 横截面c上的轴力最大(D) 三个截面上的轴力一样大3.在杆件的某一截面上，各点的剪应力。
(A)大小一定相等(B)方向一定平行(C)均作用在同一平面内(D)—定为零4.在下列杆件中，图所示杆是轴向拉伸杆。
(A) (B) P(C) (D)5.图示拉杆承受轴向拉力P的作用，斜截面m-m的面积为A，则σ=P/A 为。
(A)横截面上的正应力(B)斜截面上的剪应力(C)斜截面上的正应力(D)斜截面上的应力6.解除外力后，消失的变形和遗留的变形。
(A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形(C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍，则抗拉。
(A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍(C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍8.图中接头处的挤压面积等于。
P(A)ab (B)cb (C)lb (D)lc9.微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。
(A)τ/2 (B)τ(C)2τ(D)010.下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。
(A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同(C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同11.平面弯曲变形的特征是。
(A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内；(C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线(D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内12.图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。
(A)剪力相同，弯矩不同(B)剪力不同，弯矩相同(C)剪力和弯矩均相同(D)剪力和弯矩均不同13.当横向力作用于杆件的纵向对称面内时，关于杆件横截面上的内力与应力有以下四个结论。
材料力学 第6章 梁的弯曲变形
(c)
材料力学
第2章第剪6章切与梁连的接弯件曲的变实形用计算
在本章所取的坐标系中，
上凸的曲线w″为正值，下凸的为负值。
如图6-5所示。 按弯矩正负号的规定，正弯矩对应着负的w″， 负弯矩对应着正的w″，故（c）式
w
M (x)
(1
w2 )3 2
EI z
在小变形情况下， w dw 是一个很小的量， dx
则 w'2为高阶微量，可略去不计，故
挠曲线的近似微分方程
M x
w EI z
EIw''= −M (x)
(6-1b)
图6-5
材料力学
第2章第剪6章切与梁连的接弯件曲的变实形用计算
6.4 积分法计算梁的变形
对于等直梁，可以直接积分，计算梁的挠度和转角。 将式(6-1b)积分一次，得到
EIw′ = EIθ = −∫ M (x) dx + C
maxFl 2 2EI来自A xyF
θmax B
x
wmax
l
图6-7 例题 6-1 图
wm a x
Fl 3 3EI
θ max为正值，表明梁变形后，截面B顺时针转动；
wmax为正值，表明点B位移向下。
材料力学
第2章第剪6章切与梁连的接弯件曲的变实形用计算
例题6-2 一简支梁受均布荷载q作用，如图6-8所示。试求梁的转角方程和 挠度方程， 并确定最大挠度和A、B截面的转角。设梁的弯曲刚度为EI。
A x
y
F
θmax B
x
wmax
l
进行两次积分，得到
EIw EI Flx Flx2 C
(a)
2
EIw Flx2 Fx3 Cx D
结构与力学试题及答案
结构与力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下关于结构力学的描述，哪一项是不正确的？A. 结构力学是研究结构在外力作用下的应力、应变和位移的学科B. 结构力学只研究静力平衡问题C. 结构力学是土木工程、机械工程等工程领域的重要基础学科D. 结构力学的研究对象包括梁、板、柱等构件答案：B2. 简支梁在均布荷载作用下的最大弯矩发生在：A. 梁的中点B. 梁的支点C. 梁的四分之一点D. 梁的任意点答案：B3. 在结构力学中，下列哪一项不是结构分析的基本原则？A. 力的平衡B. 力的可传递性C. 力的可加性D. 力的不可分解性答案：D4. 梁的剪力图和弯矩图的零点分别位于：A. 梁的支点B. 梁的中点C. 梁的四分之一点D. 梁的任意点答案：A5. 根据能量原理，下列哪一项不是结构力学分析中常用的方法？A. 虚功原理B. 虚位移原理C. 虚力原理D. 虚应力原理答案：C6. 在结构力学中，下列哪一项不是静定结构的特点？A. 内部无多余约束B. 内力可以通过静力平衡方程求解C. 内部有多余约束D. 变形可以通过几何方程求解答案：C7. 受弯构件的应力分布规律是：A. 线性分布B. 抛物线分布C. 正弦波分布D. 指数分布答案：B8. 梁的挠度计算公式中，下列哪一项是不需要的？A. 梁的截面惯性矩B. 梁的长度C. 梁的截面面积D. 梁的弹性模量答案：B9. 在结构力学中，下列哪一项不是结构稳定性分析的内容？A. 屈曲分析B. 振动分析C. 疲劳分析D. 极限承载力分析答案：C10. 根据材料力学，下列哪一项不是材料的基本力学性质？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 梁的弯矩M可以表示为：\[ M = \frac{EI}{\rho^2} \]，其中E 是材料的弹性模量，I是截面的惯性矩，\(\rho\)是梁的________。
答案：曲率半径2. 根据结构力学，梁的剪力V和弯矩M之间的关系可以用微分方程表示为：\[ \frac{dV}{dx} = -M \]，其中x是梁的________。
《材料力学》第1到8章复习题
材料力学第一章复习题1，下列结论中正确的是（）A,内力是应力的代数和B,应力是内力的平均值C应力是内力的集度D内力必大于应力2. 一对自平衡的外载产生杆件的哪种基本变形只对杆件的某一局部存在影响。
( )A 拉伸与压缩B 剪切C扭转D弯曲3，已设计好的构件，若制造时仅对其材料进行更换通常不会影响其( )A稳定性 B 强度C几何尺寸D刚度4. 根据均匀性假设，可认为构件的下列各量中的( )在各点处都相同A屈服极限B材料的弹性常数C应力D应变第二章轴向拉伸压缩与剪切挤压的实用计算1.塑性材料的极限应力是A屈服极限B强度极限c比例极限D弹性极限2.脆性材料的极限应力是。
A屈服极限B比例极限C强度极限D弹性极限3.受轴向拉压的杆件内最大切应力为80 Mpa，则杆内最大正应力等于A160Mpa B 80Mpa C40Mpa D20Mpa4.在低碳钢Q235的拉伸试验中，材料暂时失去了抵抗变形能力是发生在哪个阶段A弹性B屈服C强化D缩颈断裂5材料进入强化阶段卸载，在室温中放置几天再重新加载可以获得更高的()。
A比例极限B强度极限C弹性变形D塑性变形6直径为d的圆截面钢杆受轴向拉力作用，已知其纵向线应变为e，弹性模量为E，杆轴力大小为()。
填空题(5.0分)7.在连接件上，剪切面和挤压面分别（)于外力方向8.连接件剪切强度的实用计算中去，许用切应力是由( )9.插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受拉力F作用。
该插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于( a)。
填空题(5.0分)10.低碳钢拉伸试验中滑移线是( )造成的。
11.外力消失后，变形也消失,这种变形为( )12.当延伸率小于( )时为脆性材料，当延伸率大于( )时为塑性材料13.一个结构中有三根拉压杆，设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F1、F2、F3，且F1<F2<F3，则该结构的实际许可载荷[F]为判断题(5.0分)14低碳钢的抗拉能力小于抗剪能力（）A对 B 错15. 试求图中1-1，2-2，3-3截面上的轴力，并作轴力图。