结构的强度计算.ppt

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1、【任务1】：单向应力状态下强度计算模块五：结构的强度计算【任务2】：强度理论的选择模块五：结构的强度计算（1）了解强度理论，掌握单向应力状态下材料失效的判别准则及强度条件、轴向拉压杆的强度计算；（2）掌握连接件的剪切、挤压强度的实用计算方法；（3）掌握梁的强度计算、梁内危险点的应力状态及强度条件；提高强度的途径；（4）理解扭转杆的强度计算；（5）掌握偏心拉伸压缩、拉(压)弯组合强度计算；学习目标：（1）能利用轴心拉压强度公式进行设计、校核、确定许用荷载。（2）能熟练运用梁的正应力、切应力强度条件进行常见截面的梁的设计、校核、确定许用荷载。（3

2、）能联系工程实例进行组合变形的强度计算。重点：轴向拉压杆的强度计算；梁的强度计算偏心拉伸压缩。难点：梁内危险点的应力状态及强度条件学习内容：【任务1】：单向应力状态下强度计算任务引领:两块钢板用三只铆钉连接,拉力P=90kN,钢板厚t=12mm,宽b=100mm.钢板拉伸容许应[]=140MPa,铆钉容许剪应力[]=96MPa,容许挤压应力[c]=265MPa,求:(1)设计铆钉所需直径d;(2)校核搭接部分的强度.掌握单向应力状态下材料失效的判别准则；轴向拉压强度计算、连接件的剪切和挤压强度、梁的强度计算、偏心压缩强度计算。【知识目标

3、】【能力目标】能利用轴向拉压、剪切、弯曲等强度条件进行强度计算。1、安全系数和许用应力工作应力极限应力塑性材料脆性材料n—安全系数—许用应力。一、许用应力极限应力塑性材料脆性材料塑性材料的许用应力脆性材料的许用应力应用：⑴强度校核⑵设计截面(3)计算许用荷载二、强度条件【示例1】已知钢筋混凝土组合屋架受到竖直向下的均布荷载q=10kN/m，水平钢拉杆的许用应力[σ]=160MPa。试按要求设计拉杆AB的截面,拉杆选用实心圆截面时，求拉杆的直径。解（1）整体平衡求支反力1.4m钢拉杆q8.4mFAyFBy钢拉杆q=4.2kN/mFAyFNFCy

4、FCx（2）求拉杆的轴力。ΣMC=0（3）设计拉杆的截面。取d=23mm。【示例2】图示支架，AB杆为圆截面杆，L1=4m,d=30mm,BC杆为正方形截面杆，其边a=60mm，。试验算三角架的承载力【F】。CdABFa解：1、以B点为研究对象2、计算各杆的许用荷载3、确定许用荷载任务完成：两块钢板用三只铆钉连接,拉力P=90kN,钢板厚t=12mm,宽b=100mm.钢板拉伸容许应[]=140MPa,铆钉容许剪应力[]=96MPa,容许挤压应力[c]=265MPa,求:(1)设计铆钉所需直径d;(2)校核搭接部分的强度.解：1.计算铆

5、钉直径:x=0,P-3FS=0,FS=30kN建立强度条件:FS/A≤[],d2/4FS/[],取直径d=20mm2.校核强度:校核铆钉挤压强度:3.校核钢板抗拉强度:经以上校核,说明搭接部分是安全的.课堂练习1：一外伸T型钢梁，梁上荷载、截面尺寸如图所示。已知L1=6m;L2=2mF=20kN，q=10kN／m，[σ]=170MPa，[τ]=100Mpa,检查此梁是否安全。解：（1)求危险截面内力MB=-20×2=-40KN.m;Mc=10×62/8-40/2=25KN.mMmax=MB=40KN.m；FSmax=FB左=60KN

6、(2)计算截面性质(3)强度计算结论：安全解：(1)求梁在图示荷载作用下的最大弯矩。4.5kNm3kNmFP2=10kNDFP1=40kN0.3m0.3mABC0.3mB截面和C截面应力分布规律图y2y1CB截面C截面课堂练习2：一外伸T型钢梁，梁上荷载、截面尺寸如图所示。[σc]=100MPa，[σt]=50Mpa,检查此梁是否安全。B截面满足正应力强度条件。C截面B截面C截面不满足正应力强度条件。所以该梁的正应力强度不满足要求。【课堂练习3】如图矩形截面柱，屋架传来的压力F1=l00kN，吊车梁传压力F2=50kN，F2的偏心距为0.2m

7、。已知截面宽h=300mmb=200mm，[σc]=75Mpa[σl]=5Mpa试校核柱的强度；若欲使柱截面不产生拉应力，截面高度应为多少？解：1、内力计算2、计算安全3、确定和计算≤0≤0综合作业题：T形截面外伸梁如图示，已知：材料的弯曲许用应力分别为[σt]=45MPa，[σc]=175MPa，[]=45MPa试校核该梁的强度。F=20kNDq=10kN/m6m2mABC40412012040【任务2】强度理论一、强度理论的概念前面我们对于构件在轴向拉压、扭转以及平面弯曲时的强度条件是用或的形式来表示的，其中许用应力或是通过对材料进行破

8、坏实验测出失效（断裂或屈服）时的极限应力再除以安全系数后得到的，总之是以实验为基础的。工程实际中构件的受力情况较为复杂，构件上的危险点常处于复杂应力状态。人们在试验