§7-4 提高梁的弯曲强度的措施解析
【机械工程】提高弯曲梁强度的措施40页
2) h 不变，中间b随x与弯矩M（x）同规律变化，如上图
3) b 不变，中间h 随x与弯矩 M（x）规律变化，如 右图摇臂钻床的摇臂。
6/11/2020
Mechanics of Materials
2、等强度梁
第五章 弯 曲 应 力 5-2-20
阶梯梁 （工艺上简化）
渔腹梁
6/11/2020
Mechanics of Materials
2、合理安排 梁的支座
A M
q
第五章 弯 曲 应 力 5-2-8
B
ql2/8
x q
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A
0.2l
M
0.6l
ql 2 40
ql 2 Mecha5n0ics of Materials
B
0.2l
x
ql 2
50
工程实例：
第五章 弯 曲 应 力 5-2-9
门式起重机的大梁
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第五章 弯 曲 应 力 5-2-1
※提高梁强 度的措施
6/11/2020
Mechanics of Materials
6/11/2020
第五章 弯 曲 应 力 5-2-2
▲
提
高
梁
强
度
的
实
际
意
Mechanics of Materials
义
▲ 实际应用
第五章 弯 曲 应 力 5-2-3
问题
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锅炉筒体
Mechanics of Materials
第五章 弯 曲 应 力 5-2-10
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多支座梁
Mechanics of Materials
提高梁强度的措施教学
提高梁强度的措施教学1. 引言在工程设计和建筑施工中，梁是一种常见的结构元素。
为了保证梁的安全和稳定性，需要提高梁的强度。
本文将介绍一些提高梁强度的常用措施，并提供相应的教学指导。
2. 梁的强度分析在提高梁的强度之前，首先需要了解梁的强度分析方法。
根据材料力学的基本原理，梁的强度主要取决于以下几个方面：•材料的强度特性（如抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等）•梁的几何形状（如截面形状、尺寸等）•梁的加载方式（如集中加载、均布加载等）•梁的支座条件（如简支、悬臂支座等）3. 提高梁强度的措施根据梁的强度分析，可以采取以下措施来提高梁的强度：3.1 使用高强度材料选择高强度的材料是提高梁强度的一种常用方法。
常见的高强度材料包括钢材和混凝土。
在使用钢材时，可以选择高强度钢材，如Q345B、Q420B等。
在使用混凝土时，可以调整混凝土配比，增加水泥和骨料的用量，以提高混凝土的强度。
3.2 增加截面尺寸增加梁的截面尺寸可以有效提高梁的强度。
在设计梁的截面时，可以根据材料的强度和加载条件，选择合适的截面尺寸。
通常情况下，梁的高度和宽度可以适当增加，以增加梁的截面积和惯性矩，从而提高梁的抗弯承载能力。
3.3 加强梁的受力区域梁的受力区域主要包括梁的支座和梁的节点。
加强梁的受力区域可以提高梁的强度。
在梁的支座处，可以增加支座的面积或使用加强型支座，以提高梁的承载能力。
在梁的节点处，可以增加节点的强度或使用加劲板等加强措施，以提高梁的刚度和强度。
3.4 使用加劲材料使用加劲材料可以提高梁的整体刚度和强度。
常用的加劲材料包括钢筋、碳纤维和玻璃纤维等。
在梁的设计和施工过程中，可以将加劲材料嵌入梁中，以增加梁的强度和刚度。
此外，还可以采取预应力或后张拉的方式，通过施加压力来增加梁的强度。
4. 教学指导为了帮助学生更好地理解和掌握提高梁强度的措施，可以采取以下教学指导：1.理论授课：首先，可以通过理论授课介绍梁的强度分析方法和提高梁强度的措施。
提高梁的弯曲强度的措施讲课文档
合理选择截面形状，尽量增大Wz值
hb 2
bh 2
6
6
9.72cm3 49cm3 N O 10
0.167a3
0.118a3
第十二页，共19页。
Wz / A —单位面积抗弯截面模量
第十三页，共19页。
截
d
面
形 状
c
z
h
c
y
W z 0.125d A
y b
0.1பைடு நூலகம்7h
抗弯截面模量WZ与截面面积A的比值
同时应尽量使拉、压应力同时达到最大值。
min
z
z
第十五页，共19页。
max
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
第十六页，共19页。
三、等强度梁的概念
第十七页，共19页。
采用变截面梁
第十八页，共19页。
三、等强度梁的概念
maxW M((xx)) []
W(x) M(x)
[ ]
第十九页，共19页。
第十四页，共19页。
z zh
y
(0.27~0.31)h
从弯曲强度考虑，比较合理的截面形状，是使用较小的截面面积，却 能获得较大抗弯能力的截面。
在一般截面中，抗弯能力与截面高度的平方成正比。因此，当截面面积 一定时，宜将较多材料放置在远离中性轴的部位。
因此，面积相同时：工字形优于矩形，矩形优于正方形； 环形优于圆形。
一、合理安排梁的受力情况
1、合理布置梁的支座
Mmaxq82l 0.12q52l
Mmaxq42l00.02q52l
第三页，共19页。
一、合理安排梁的受力情况
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
提高梁强度措施
提高梁强度措施引言梁是一种常见的结构构件，广泛应用于建筑、桥梁和其他类型的工程中。
在设计梁的过程中，为了确保其承载能力和耐久性，必须采取一系列措施来提高梁的强度。
本文将介绍一些主要的提高梁强度的措施，并对其优缺点进行分析。
1. 选择合适的材料选择合适的材料是提高梁强度的关键。
常见的梁材料包括钢、混凝土和木材等。
钢材具有较高的强度和刚度，适用于承受较大荷载的梁。
混凝土梁具有良好的耐久性和抗震性能，适用于大型建筑和桥梁。
木材梁在一些轻载荷且要求美观的场合下使用。
在选择材料时，还应考虑成本、可用性和可持续性等因素。
2. 优化截面形状合理的截面形状可以提高梁的强度和刚度。
常见的梁截面形状包括矩形、T型和I型等。
矩形截面具有简单和均匀的应力分布，适用于一般情况下的横向荷载。
T型截面可以提供更大的弯矩和剪力承载能力，适用于较大荷载和跨度较大的梁。
I型截面具有更好的抗弯性能，适用于悬挑梁和跨度较长的梁。
在设计梁的时候，应根据具体的使用条件和荷载要求选择合适的截面形状。
3. 增加梁的尺寸增加梁的尺寸是提高梁强度的一种常见方法。
梁的截面面积与其承载能力成正比，因此增加梁的尺寸可以提高其弯曲和剪切承载能力。
在增加梁的尺寸时，需要考虑到施工和使用的限制，以及材料的成本和可用性等因素。
4. 增加钢筋的使用量钢筋可以提供梁的抗拉能力，因此增加钢筋的使用量可以提高梁的强度和韧性。
在设计梁的时候，应根据具体情况计算并确定合适的钢筋配筋率。
合理的钢筋配筋率可以提高梁的承载能力，并避免出现过度配筋或不足配筋的问题。
5. 加固梁的连接部位梁的连接部位是其承载能力的关键。
加固梁的连接部位可以提高梁的整体强度和刚度。
常见的加固措施包括增加连接板的厚度和数量、使用高强度螺栓连接、采用焊接连接等。
在加固梁的连接部位时，应根据具体情况选择合适的加固方法，并确保连接部位的刚度和强度不低于梁体的要求。
6. 加强梁的支座梁的支座是其受力的关键点，加强梁的支座可以提高梁的强度和稳定性。
提高梁的强度的措施
提高梁的强度的措施梁是建筑结构中常见的承载元件，其强度对于保证建筑的稳定和安全至关重要。
为了提高梁的强度，可以采取以下措施：1. 材料选择选择高强度的材料可以有效提高梁的强度。
传统的梁材料包括钢材、木材和混凝土等，其中混凝土普遍应用于建筑结构中。
在选择混凝土材料时，应选择强度高、耐久性好的材料，同时注意保证材料的统一性，以减少强度差异对整体强度的影响。
2. 梁截面设计合理的梁截面设计可以增加梁的强度。
一般来说，增大梁的截面面积可以提高其强度。
可以选择适当的梁高、梁宽和梁厚，以满足结构要求。
此外，根据梁所承受的荷载类型，可以采用不同形状的截面，如矩形截面、T形截面、槽形截面等，以增加梁的抗弯强度和抗剪强度。
3. 加固措施对于已经存在的梁，可以通过加固措施提高其强度。
常见的加固措施包括钢板加固、碳纤维布加固和钢筋混凝土包裹加固等。
钢板加固是在梁的底部或侧面焊接或螺栓固定钢板，以增加梁的强度。
碳纤维布加固是将碳纤维布粘贴在梁的底部或侧面，通过碳纤维的高强度特性来增强梁的承载能力。
钢筋混凝土包裹加固是在梁的周围包裹钢筋混凝土来增加梁的强度。
4. 密筑措施采取密筑措施可以加强梁的受力性能。
常见的密筑措施包括混凝土填充、纤维增强材料填充和胶粘剂处理。
混凝土填充是在梁的空心部分注入混凝土，以增加其承载能力。
纤维增强材料填充是将纤维材料填充到梁的空洞中，以增加其强度和韧性。
胶粘剂处理是在梁的连接部位使用强力粘合剂进行加固，以增加梁的整体强度。
5. 管理维护梁的管理维护也是提高其强度的重要环节。
定期对梁进行巡检，发现裂缝、变形等问题及时进行修复和处理。
对于老化和腐蚀的梁材料，及时更换或加固。
此外，对于大跨度的梁，应设立适当的支撑和抗震措施，确保梁在长期使用过程中始终保持稳定和安全。
综上所述，提高梁的强度可以从材料选择、梁截面设计、加固措施、密筑措施和管理维护等方面入手。
合理选择材料和截面设计，采取加固和密筑措施，加强管理维护，可以有效提高梁的强度，保障建筑结构的稳定和安全。
7弯曲4(2)
dy
dy
y b 3
bh3 12
平行轴定理 — 截面对其形心外某轴 z1 的惯性矩等于与之平 行的形心轴zC的惯性矩加上截面面积与两轴距离平方的乘积。
2、组合截面的惯性矩 矩的总和。即 I z y 2dA
A
等于各简单图形面积对中性轴惯性
y 2dA
2a
M
a Fa
F x
[ ]
4.强度计算 按有关设计规范，最大工作应力不超过许用应力的 5% 是允 max [ ] 140.2 140 许的。即 100% 100% 1.43% 5%
140
所以，压板的弯曲正应力强度满足。
例8-18 图示桥式起吊机大梁由32b工字钢制成，跨长l =10m， 材料的许用应力[]=140MPa，电葫芦自重G=0.5kN,梁的自重 不计，求梁能够承受的最大起吊重量F。 解 ：1.建立起吊机大梁的力学模型 电葫芦移动到梁跨长的中点，梁中 点C截面有最大的弯矩。 2.画起吊机大梁的弯矩图 F+G
A
l C
B
M max
( F G)l 4
3.查表确定抗弯截面系数得
Wz 726.3cm3
M
(F+G)l/4
4.强度计算
4[ ]Wz 4 140 726.3 103 F G 500 40.2 103 N 40.2kN 3 l 10 10
所以，大梁能够承受的最大起吊重量[F]=40.2kN。
[ ]
课后作业：《建筑力学练习册》 练习二十四
◆ 课节7–7 梁的变形和刚度计算
△
问题引入 图a轧钢机的轧辊，若弯曲变形过大 ，则轧的钢板薄厚不均，又如图b齿轮传动轴， 若其变形过大，将会影响齿轮的正常啮合，产 生振动和噪音，并造成磨损不均影响使用寿命 等。因此梁还有刚度方面的要求。 一、挠度和转角 图示悬臂梁，作用外力 F ，其轴线 F y 弯成一条平面曲线。 x A B 任意x截面绕中性轴转动了一个角 y 度， x截面形心产生了位移。 x 1. 挠度 — 横截面形心在垂直于梁轴线 l 方向的位移。挠度y向上为正，反之为负。 2.转角 —横截面绕中性轴转过的角度。逆时针为正，反之为负 3.挠曲线方程 挠曲线表示为截面坐标x的连续函数，即 y=f（x） 因横截面转角往往很小，所以（x）tan=f （x）称为转角方程 ，即梁的挠曲线上任一点的斜率等于该点处横截面的转角。
7.4刚度条件及提高梁刚度的措施
y q
A
l
max
y
ql4
B
x
ymax
8EI
max
yA max l 2y maxFB
Fl 3 x ymax 48EI
l max 2
2、减少梁的弯矩——改变施加载荷的方式
q
z
2l
2l
9
9
l
3、采用超静定结构
车床上加工细长杆时，加顶针 支承工件，减小工件变形。
4、 增大弹性模量E
d2 y dx2
d2 y dx2
M (x) EI
即Iz/A越大，截面越合理。为了充分利用材料，应将材料尽可能放置到距离中性轴较远处。
2、减少梁的弯矩——减少梁的长度
y A
l
y
max
F
Fl3
B x ymax 3EI
max
y
A max l 2
q
B
max l 2
5ql4
x ymax 384EI
y max
例8：图示工字钢梁受均布荷载作用，已知l＝2 m， q ＝20 kN/m，材料的弹性模量E=200 GPa，y =l/700。 A
q B
试确定工字钢的型号。
l
解：1）简支梁在均布载荷作用时，中点有最大挠度
5ql 4 ymax 384EI
2）代入刚度条件
ymax
5ql 4 384EI
y
l 700
M (x) EI
各种钢材弹性模量E差别不大，为提高弯曲刚度采用高强度钢，效果不明显。
I 700 5ql3 700 5 20 103 23 7.29 106 m4 729cm4
384E
384 200 109
提高梁强度的措施
提高梁强度的措施概述在建筑和结构工程中，梁是一种常见的承重元件。
梁的强度对于确保结构的稳定性和安全性至关重要。
本文将探讨一些提高梁强度的措施，包括材料选择、结构设计和施工方法等。
选择适当的材料1.高强度钢材：使用高强度钢材可以增加梁的承载能力。
常见的高强度钢材包括Q345、Q460等。
这些钢材具有更高的屈服强度和抗拉强度，能够在相同尺寸下承受更大的荷载。
2.碳纤维增强聚合物（CFRP）：CFRP是一种轻质且高强度的材料。
通过在梁的表面粘贴CFRP片或使用CFRP捆扎梁的周边，可以大幅度增加梁的强度和刚度。
优化结构设计1.加强梁的截面形状：增加梁的截面尺寸和形状可以提高其承载能力。
常见的梁截面形状包括矩形、T形和I形等。
在设计中，应根据具体情况选择适当的截面形状，以满足梁的强度要求。
2.增加纵梁数量：在一些长跨梁结构中，通过增加纵梁的数量可以提高整体的受力性能。
纵梁的设置可以有效分担梁的荷载，提高梁的刚度和强度。
3.增加梁的侧向支撑：侧向支撑对于梁的强度和稳定性非常重要。
在设计中，应考虑设置适当的侧向支撑，以避免梁在承载荷载时产生侧向位移和变形。
采用合理的施工方法1.合理布置钢筋：在梁的构造中，钢筋的布置非常关键。
应根据梁的受力情况和设计要求，合理选择钢筋的径数、间距和层数，并确保钢筋的连接牢固。
2.控制混凝土质量：混凝土是梁的主要材料之一，其质量对梁的强度有重要影响。
在施工中，应严格控制混凝土的配合比、搅拌时间和养护条件，以保证混凝土的强度和耐久性。
3.施工质量检验：施工中的质量检验对于提高梁的强度至关重要。
应按照相关标准进行钢筋焊接、混凝土浇筑和材料验收等工作的监理和检测，确保施工质量符合设计要求。
使用梁连接件1.钢梁连接件：在一些大跨度和大荷载的梁结构中，通过使用钢梁连接件可以有效提高梁的强度和稳定性。
钢梁连接件具有高强度和刚度，能够将不同部分的梁连接紧密，并分担荷载。
2.预应力技术：预应力技术是一种通过施加压应力来提高梁的强度的方法。