受弯构件-建筑结构-一级注册建筑师

发表日期:2010-8-21  来源:中国注册建筑师考试网

水平构件在跨间承受荷载,构件发生弯曲且产生弯矩和剪力,从而使构件截面内产生弯曲应力和剪应力。这种构件即称为受弯构件。这是结构设计中最常见的单跨梁和多跨梁就属于受弯构件。

(1)简支梁在不同荷载作用下的弯矩图及剪力图见图2-5

图2-5简支梁在不同荷载作用下的弯矩及剪力
 
(2)多跨连续梁在均布荷载作用下的弯矩和剪力见图2-6。

图2-6多跨连续梁在均布荷载作用下的弯矩和剪力

(3)梁截面内的应力分布

1)弯曲应力(图10-8)

(2-6)

2)边沿最大应力:

(2-7)

式中  y—距中和轴的距离;

+σmax—边沿最大拉应力;

—σmax—边沿最大压应力。

弯曲应力沿截面高度为三角形分布,中和轴处应力为零;顺时针弯曲时中和轴以上为压应力,中和轴以下为拉应力;逆时针弯曲时,中和轴以上为拉应力,以下为压应力。见图2-7.

图2-7弯曲压力分布

2)剪应力

剪应力在截面上的分布也是不均匀的,其分布规律如图2-8。

图2-8剪应力分布

平均剪应力:

(2-8)

截面上的剪应力

(2-9)

I——截面惯性矩;

S——计算点以上截面对中和轴的面积矩;

b——界面宽度。

剪应力沿截面分布具有如下特征:剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大,以近抛物线的形状分布,在截面边沿处剪应力为零。沿梁长度方向,支座处剪力最大,剪应力也最大;截面的抗剪主要靠腹板(即梁的截面中部)。

(4)受弯构件的变形

受弯构件在荷载作用下要产生弯曲,于是将产生弯曲变形,使梁产生挠度。

1)梁的挠度跨中最大。

2)挠度的大小与正弯矩成正比。

3)跨度相同、荷载相同时,简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定一端简支的梁要大。

4)挠度的大小与梁的EI成反比。

(5)受弯构件的设计要点

1)要满足弯曲应力不超过材料的强度设计值。即最大弯矩处的最大弯曲应力必须小于强度设计值。

(2-10)

2)梁内最大剪力的断面平均剪应力不超过材料抗剪的设计值。

3)梁的最大挠度值不得超过规范规定的数值。

 

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