弯矩怎么计算?

如题所述

1/8qL²是简支梁在均布荷载q作用下,跨正中截面的弯矩值,也是梁所有截面最大的弯矩值。
用静力平衡方程之一     ∑Y=0得到两支座反力均为1/2qL ,
在 跨正中截脱离体,计算半跨均布荷载对此截面的弯矩=均布荷载总值×荷载重心到此截面的距离=q×L/2 ×L/4= 1/8qL²(顺时针为负值)  ;

再计算支座反力对此截面的弯矩=1/2qL ×1/2L =1/4qL²(逆时针为正值)。

这个截面上所有弯矩的代数和=﹣1/8qL²﹢1/4qL²=1/8qL²。

弯矩

弯矩是受力构件截面上的内力矩的一种。

通俗的说法:弯矩是一种力矩。另一种解释说法,就是弯曲所需要的力矩,顺时针为正,逆时针为负。它的标准定义为:与横截面垂直的分布内力系的合力偶矩。

计算公式M=θEI/L,θ转角,EI转动刚度,L杆件的有效计算长度。

1.定义


弯矩是受力构件截面上的内力矩的一种,即垂直于横截面的内力系的合力偶矩。其大小为 弯矩该截面截取的构件部分上所有外力对该截面形心矩的代数和,其正负约定为是构件下凹为正,上凸为负(正负区分标准是构件上部受压为正,下部受压为负;反之构件上部受拉为负,下部受拉为正。在土木工程中,弯矩图习惯绘于杆件受拉一侧,在图上可不注明正负号)。比如说一个悬臂梁,当梁端力为2kN,梁长为3m,刚固端弯矩为-6kN.m,而梁的跨中弯矩为-3kN.m,按这个做法可以简单算,不过更深的算法要见《 材料力学》了  。

图4中,M就是弯矩作用,v就是 剪力作用,n就是 轴力作用。

2.区分正负

弯矩

弯矩一般而言,在不同的学科中弯矩的正负有不同的规定。规定了弯矩的正负,就可以将弯矩进行代数计算。

在列弯矩计算时,应用“左上右下为正,左下右上为负”的判别方法。凡截面左侧梁上外力对截面形心之 矩为 顺时针转向,或截面右侧外力对截面形心之矩为逆时针转向,都将产生正的弯矩,故均取正号;反之为负,即 左顺右逆,弯矩为正 。

对于土木工程结构中的一根梁(指水平向的构件),当构件区段下侧受拉时,我们称此区段所受弯矩为 正弯矩;当构件区段上侧受拉时,我们称此区段所受弯矩为负弯矩。

PKPM给出的弯矩方向:

作用力方向(对基础): 轴力 N 压为正(↓);

弯矩 M 顺时针为正(-↓);

剪力 V 顺时针为正(→)。

3.计算公式

弯矩公式

(弯矩,F/L力臂力矩)

4.弯矩图

弯矩弯矩图是一种图线,用来表示梁的各横截面上弯矩沿轴线的变化情况。总结 规律如下: [1]

(1)在梁的某一段内,若无分布载荷作用,即q(x)=0,由d²M(x)/dx²=q(x)=0可知,M(x)是x的一次函数,弯矩图是斜直线。

(2)在梁的某一段内,若作用分布载荷作用,即q(x)=常数,则d²M(x)/dx²=q(x)=常数,可以得到M(x)是x的二次函数。弯矩图是抛物线。

(3)在梁的某一截面内,若Fs(x)=dM(x)/dx=0,则在这一截面上弯矩有一极值(极大或极小)。即弯矩的极值发生在 剪力为零的截面上。

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