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影响截面抗弯刚度的因素

2020-7-15 13:20| 发布者: admin| 查看: 207| 评论: 0

摘要: 无语点错了等的回答 单位变形条件下,结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵,计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在 ...

无语点错了等的回答

单位变形条件下,结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵,计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在设计动力机器基础时也需要用到结构刚度参数。可以看有关结构力学或结构动力学的书。

举个两个简单的例子以方便理解:用力弯折直径和长度相等的实心钢管和木头,哪个费劲哪个刚度(弯曲刚度)就大。很显然是钢管的大,你有可能把木头弯折,但要弯折钢管就很难吧!用力弯折长度相等而直径不等的实心钢管,当然是直径小的容易弯折吧,那就是直径小的刚度小了。所以刚度是和材料特性及截面特性直接相关,当然线刚度还和长度有关了!

fushun21的回答

刚度:结构或构件抵抗变形的能力,包括构件刚度和截面刚度,按受力状态不同可分为轴向刚度、弯曲刚度、剪变刚度和扭转刚度等。对于构件刚度,其值为施加于构件上的力(力矩)与它引起的线位移(角位移)之比。对于截面刚度,在弹性阶段,其值为材料弹性模量或剪变模量与截面面积或惯性矩的乘积。

首先得从刚度说起。
刚度是指:单位变形条件下,结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵,计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在设计动力机器基础时也需要用到结构刚度参数。可以看有关结构力学或结构动力学的书。

举个两个简单的例子以方便理解:用力弯折直径和长度相等的实心钢管和木头,哪个费劲哪个刚度(弯曲刚度)就大。很显然是钢管的大,你有可能把木头弯折,但要弯折钢管就很难吧!用力弯折长度相等而直径不等的实心钢管,当然是直径小的容易弯折吧,那就是直径小的刚度小了。所以刚度是和材料特性及截面特性直接相关,当然线刚度还和长度有关了!

一般能满足F=k△,F为作用力,△为位移,k即为刚度,所以刚度物理意义为单位位移时所产生的力。k可以是某些量的函数,即可为表达式。由F的不同,叫法不同。 另外就是我们要说的刚度叫线刚度,即单位长度上的刚度。 比如,我们在用反弯点法计算多层框架水平荷载作用下内力近似计算时。 计算柱的水平剪力时,剪力与柱层间水平位移△的关系为 V=(12ic/h2)△ 那么d=(12ic/h2)就叫柱的侧移刚度,表示柱上下两端相对有单位侧移时柱中产生的剪力。 其中ic表示柱的线刚度(即ic=EI/h),h为楼层高,EI是柱的抗弯刚度(M=EI(1/p),M为弯矩,(1/p)为曲率,也满足F=k△形式)。 另外还可用D值法,即考虑了梁柱的刚度比变化,因为柱两端梁的刚度不同,即对柱的约束不同,那么它的反弯点,即M=0的点会随之移动,那端强,反弯点离它越远。而且同层柱剪力分配时也是由柱的线刚度决定,因为同层位移一定,简单讲,由F=k△,谁的刚度大,谁分得的剪力就大。反过来,这也可以解释改变局部的刚度能调节内力的分布的情况。

力F的不同导致刚度叫法的不同,那么抗弯刚度,产生单位曲率所需要的弯矩。抗剪刚度是指发生单位剪切变形需要的剪力。抗扭刚度是指发生单位扭转角所需要的扭矩。抗推刚度就是发生单位水平位移所需要的推力。

短期刚度和长期刚度
刚度是有短期刚度和长期刚度之分的,刚度会随着力的加大而减小,一般情况下,混凝土结构梁截面的抗弯刚度是不断变化的,随着时间的增长而不断减小,根据试验表明一般会在3年后趋于稳定,这主要是由于混凝土结构的收缩徐变,以及钢筋的应力松弛造成的截面有效截面减小,刚度降低。
另外,楼主说道"一般能满足F=k△,F为作用力,△为位移,k即为刚度,所以刚度物理意义为单位位移时所产生的力" ,这个再线弹性范围之内是成立的.
然而,对与钢筋混凝土来说是一般是不成立的,因为钢筋混凝土构件一加载就会开裂.于是,截面的刚度就自然变小,从而导致构件的刚度减小.这就是为什么预应力可以提高构件刚度的原因.
预应力可以提高构件刚度的主要原因是,预应力使混凝土构件处于线弹性状态(不开裂),一致楼主说的力与位移成正比的公式成立.
为什么预应力可以提高构件的刚度这个问题一直困扰了我很久,我也是前一段时间才理解的.

截面刚度:

截面刚度:使截面产生单位转角所需施加的弯矩值。
参见:http://cace.cumt.edu.cn/jgsjyl/kwtz/ppt/10-0.ppt
参考资料:http://cace.cumt.edu.cn/jgsjyl/kwtz/ppt/10-0.ppt

litmhincin的回答

截面抗弯刚度  也称截面弯曲刚度。   
1.材料力学中,对于弹性均质材料,梁的截面弯曲刚度以EI表示,其值为一常数,可由弹性均质材料梁的挠曲线的微分方程可以推导出:   
EI=M/(1/r)=M/φ   
式中:M—跨中最大弯矩;   
r—截面曲率半径;   
EI—梁的截面弯曲刚度,
E为弹性材料的弹性模量,I为截面的惯性矩;   
φ—截面曲率。   
由 EI=M/φ可知,截面弯曲刚度的物理意义是使截面产生单位转角所需施加的弯矩,它体现了截面抵抗弯曲变形的能力。由于EI为常数,则对于弹性均质材料截面曲率φ与弯矩M成线性正比例关系,同样挠度f也与弯矩M。   
2.对于钢筋混凝土构件,由于混凝土不是弹性均质材料,且截面通常是带裂缝工作的,故截面抗弯刚度不为常量。该值确的影响因素非常复杂,《混凝土结构设计规范》通过考虑的以下主要因素,由众多试验资料回归分析确定。
其影响因素主要有:截面上的弯矩大小,截面有效高度、混凝土强度等级、截面受拉钢筋的配筋率ρ以及截面的形式,并考虑在荷载长期作用的影响(长期荷载作用下,受拉区混凝土将发生徐变,使受压区混凝土的应力松弛,以及受拉区混凝土与钢筋间的滑移使受拉区混凝土不断地退出工作,因而钢筋的平均应变随时间而增大,此外,由于纵向受拉钢筋周围混凝土的收缩受到钢筋的抑制,当受压区纵向钢筋用量较小时,受压区混凝土可较自由地产生收缩变形,这些因素均将导致梁长期刚度的降低)。   
钢筋混凝土构件的截面弯曲刚度确定后,就可以通过材料力学的方法来计算构件在正常使用过程中的挠度和变形。计算混凝土构件的裂缝宽度也用到该值。

百度用户#061882586的回答

抗弯刚度目录 抗弯刚度概念抗弯刚度计算公式EI中EI的取值? 抗弯刚度的计算 编辑本段抗弯刚度概念 ? 是指物体抵御其蜿蜒外形变化的才干。 事先用于纺织。抗弯刚度大的织物,悬垂性较差;纱支粗,重量大的织物,悬垂性亦较差,影响要素很多,有纤维的蜿蜒功用、纱线的构造、还有织物的组织特性及后收拾等。 抗弯刚度现多用于资料力学和混凝土实际中,其英文称号为:bending rigidity 以资料的弹性模量与被弯构件横截面绕其中性轴的惯性矩的乘积来表示资料抵御蜿蜒变形的才干。编辑本段抗弯刚度计算公式EI中EI的取值? E是弹性模量,即发生单位应变时所需的应力,不同资料弹性模量不同,可以从资料手册上查得 I是资料横截面对蜿蜒中性轴的惯性矩,各惯例型钢惯性矩也可以从资料手册上查得,<石油化工装备想象便查手册>中也可查到编辑本段抗弯刚度的计算 ? 资料的抗弯刚度计算,实践上就是对资料制成的构件停止变形(即挠度)掌握的依据,计算 方法的由来,应当是从资料的功用特征中失掉的: 第一个特性决议资料的抗压强度和抗拉强度,当资料的抗拉强度决议构件的承载力时,因其延伸率很大,而表现出延性破坏特征,反之即为脆性破坏。如抗弯适筋梁和超筋梁,大小公允受压。而抗剪构件,在桁架受力模型中,不具有强度正比联系(抗弯固然也不是严厉意义上的正比联系,但根本接近正比),而只是双线性联系,所以,其适筋时的延性也不如抗弯适筋梁,只就是概念想象中的强剪弱弯的由来; 第二个是资料的团圆性较大的特性决议了为了满意相同的平安度,就需求更大的强度富余(平均强度与想象强度之比),这一点在七四规范中反应在平安系数K中(抗弯 1。4,抗压,抗剪是 1。55),新规范在公式中曾经不见,但可从背景资料的统计回归上找到由来; 第三个特性即资料的蠕变功用是塑性内力重散布的条件之一,正如一位学者所说,合梦想象的资料构造能按想象者的希图调理其内力。带裂痕任务的构件其塑性铰不是一点而是一个区域。 第四个特性在构造的概念想象中,有一条很主要,是在罕遇地震时,构造不具有强度的富余而只要抵御变形才干的好坏之分,即构造都要进入塑性变形阶段(或弹塑性阶段)。想象时,让塑性铰出往常什么中央;让几构件过量破坏以接收地震输入能量,而地震之后又冗杂修复;那些关键构件是最后防线等等,这才是抗震想象的精髓,异样是抗弯刚度计算方法的由来; 第五个特性是依据这个思绪,就不难了解抗震规范中的许多恳求了。比如说,短柱有典型的剪切破坏特征,配箍率和轴压比直接影响到柱的延性。框支剪力墙构造因变形过于集合而影响到抗震功用,转换板构造刚度突变最大,在高烈度区尽量少用,这也是抗弯刚度计算方法的由来吧。2011-10-24 13:18:51

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