技术与设计2期中考试题目及答案(7)

max

；再根据构件所用材料，查出许用应力 [ σ ] ，

就可以比较结构是否满足上面的不等式。

第二．选择合适的截面面积。根据结构受力情况，找到结构的最大内力 Nmax ，由结构 材料查得 [ σ ]

，根据 Nmax ／ A ≤ [ σ ]

，得到 A ≥ Nmax ／ [ σ ] 。

第三．计算结构可承受的最大载荷。即

Nmax ≤ [

σ ] × A 。

这是在设计条件限制了截面面积时需要做的计算。 4

．提高结构强度的措施

严格说来，笼统的提提高结构强度的措施，是没有实际意义的。因为，结构不同，其承 受的载荷也不同，因而提高强度的措施也不会相同。这里，我们简要介绍一下提高“梁”的 强度的几点措施。

我们知道，梁是主要承受弯曲的一种常用结构。梁在受弯曲时，主要受两种力的作用。 一种是弯曲力矩，另一种是剪力的作用， 但主要是弯曲作用。

因此，主要是考虑如何提高梁

的抗弯强度。梁结构有两种典型情况，即一端固定连接的“悬臂梁” ，如跳水板、支撑阳台

的梁等。另一种是两端支撑的“简支梁” ，其简图如下。

对前一种梁，

承受弯曲力矩最大的截面是在根部， 而对简支梁来说， 其弯曲力矩最大的

截面则是在中间。而梁受弯时，在梁截面上的应力分布规律是离梁的中线越远，应力越大， 中线处的应力为零。并且是一面受压，一面受拉。应力分布如右图所示。

有了上面的知识之后，我们现在来讨论提高梁的强度的几点措施。 （ 1

）采用合理的截面形状

经理论证明和实践验证，在横截面面积相同的情况下，采用“工字梁”是合理的，而 采用圆形截面就不合理。

这是因为工字梁的面积集中在应力最大的地方， 而圆形则相反。 但

必须指出，

有时为了制造和使用的问题， 圆形截面的梁还是要采用的。 如一些承受弯曲的轴， 就得用圆形截面。 （ 2

）采用变截面梁

让承受最大弯曲的截面面积大一些， 其应力也就小一些。 这样不仅可以提高强度，

还可

以节约材料，减轻自重。如有些机器中用的“阶梯轴” 、房屋建筑中的“薄腹梁” 、汽车上用 的“叠板弹簧”

、工厂厂房里的“鱼腹天吊”都是采用了变截面梁的措施。 (3)

合理安排梁的支座和载荷

要提高梁的强度，

应该减小作用在梁上的最大弯矩， 在载荷一定时， 梁上的最大弯矩和

梁支座间的长度有关，因而，适当减小支座间的距离，可以有效地降低最大弯矩值。如下图 所示。

长度为 L

，受均布载荷 q

作用，

当支座在两端时，最大弯矩为 0.125qL2 ，而如果把 支座向里移动 0.2L

，则最大弯矩

就会降低为 0.025qL2 ,

即只有原来的五分之一。在工程中

起吊较长的重物，套绳都不会套在两端。就是这个道理。

适当地分散载荷。也可减小最大弯矩。工程中有时在梁上加一根副梁，以改变

改变载

荷的作用点，就是根据这个道理而采用的。 （ 4

）合理使用材料

不同材料的受力特性不一样， 应尽量利用每种材料的长处。 例如，

混凝土抗压性能较好，

而抗拉能力就比钢筋要小得多。

因此在制造时可在梁的受拉区放置钢筋， 组成钢筋混凝土梁，

在这种梁中，钢筋受拉，混凝土受压，它们合理组成一个整体，共同承担载荷的作用。