4.5+4.6 梁的变形+直梁弯曲在工程中的应用（课件）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版-第3版）

4.5+4.6 梁的变形+ 直梁弯曲在工程中的应用 土木工程力学基础 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握挠度的概念；熟悉剪力图、弯矩图在工程中的应用；掌握提高梁抗弯强度的措施。 能力目标 使学生能够根据梁的内力图解决实际工程问题。 情感目标 培养一丝不苟的工匠精神，提升学生的学习兴趣、自信心和合作意识。 三维目标 构施工图，掌握图 知识点复习与回顾 ？ 1.梁的正应力分布规律； 2.梁的正应力计算公式； 3.正应力强度条件。 你了解什么是建筑结构？生活中你见过哪些常见的结构？ 问题引入——学会观察和总结 情境引入 1）、以小组为单位回答问题。 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 梁受到荷载会发生变形，具体的变形量如何计算呢？这些变形和哪些影响因素有关呢？ 变形量过大会带来哪些危害？ 探索新知 一、挠度的概念 梁在荷载作用下，为了保证能正常工作，除了应满足强度要求外，还需要满足刚度要求，即梁的最大变形不得超过某一容许值，否则会影响正常使用。 如图 4-25 所示，简支梁在跨中集中荷载F作用下产生弯曲变形，每个截面都发生了相应的移动和转动。截面形心在垂直于梁轴线方向的位移称为挠度，用y表示，并规定向下为正；截面绕中性轴转动的角度称为转角，用表示，并规定顺时针的转角为正。 探索新知 探索新知 二、最大挠度所在位置及其影响因素 （一）最大挠度及其所在位置 （二）最大挠度的影响因素 探索新知 （一）最大挠度及其所在位置 工程中，梁的变形大小可用挠度来衡量。在梁的挠度计算中，通常不需要计算每个截面的挠度，只要求出梁的最大挠度并确定其所在的位置即可。简单荷载作用下梁的最大挠度及其所在位置见表4-7。当梁上有几个或几种荷载同时作用时，梁的最大挠度一般可利用叠加法计算。 探索新知 (二)最大挠度的影响因素 由表 4-7 中各梁的最大挠度计算公式可以发现：梁的最大挠度与荷载作用方式、梁的跨度l、抗弯刚度EI和支承情况有关。以上各因素可概括为 ymax = × （4-3） 要减少梁的最大挠度（提高刚度），可根据工程实际情况通过改善荷载作用方式（如用均布线荷载代替集中荷载）、减少梁的跨度l（此方法最有效，但往往受到工程要求限制）和增大梁的抗弯刚度EI（如增大梁截面的惯性矩I）等措施来实现。 探索新知 学习新知 三、弯矩图、剪力图在工程中的应用 通过工程实例，对梁的内力图进行应用分析。 学习新知 某六层宿舍楼，建成两年后其第六层阳台上方的雨篷根部折断，具体破坏情况如图4-26所示。 学习新知 应用分析：本案例中的雨篷属于悬挑板。板和梁一样都是工程中常见的受弯构件，取单位宽度的板为研究对象，其计算简图同梁的计算简图。在土木工程中，板两端通常支撑在墙或梁上，在垂直荷载作用下，构件内将产生正弯矩，即下部受拉、上部受压，如图 4-27a 所示，因而受力钢筋必须配置在构件的下部。但悬挑构件（如雨篷、挑檐、阳台等）不同，在垂直荷载作用下，构件内将产生负弯矩，即构件上部受拉、下部受压，如图 4-27b所示，所以受力钢筋必须配置在构件的上部。 学习新知 学习新知 悬挑构件的最大剪力和弯矩均发生在靠近支座的截面上，这个位置最容易发生破坏。造成悬挑构件折断的原因可能有两种：一是施工人员不懂悬挑构件的受力原理，未按施工图要求把受力钢筋布置在构件的下部，受力钢筋不起作用，因构件截面受拉区的抗拉能力不足而折断；二是虽然施工人员知道受力原理，按施工图要求把受力钢筋布置在上部，但因支垫不妥，施工时浇混凝土的工人把上部的受力钢筋踩了下去或受力钢筋被浇筑的混凝土压了下去，受力钢筋的抗拉作用大大降低，造成折断。从图4-26c所示雨篷断面受力钢筋位置看，本案例雨篷根部折断是第二种原因所致的。 学习新知 装配式混凝土建筑施工过程中，预制叠合楼板（图4-28a）的吊装点如何确定？ 学习新知 应用分析：预制叠合楼板吊装点的确定是一项重要的技术工作。 如图4-28b所示，通过绘制外伸梁的弯矩图，采用等代模型进行叠合楼板的吊装点位置的计算，即外伸梁跨中弯矩（ql2-qla）与其支座处的弯矩（qa2）大小相等，可计算出吊装点距板端的距离a为0.207l，如图 4-28c 所示。 学习新知 钢筋混凝土梁模板拆除顺序问题：是跨中先拆还是两端先拆？ 学习新知 应用分析：图4-29a所示为设有若干个支承的简支梁，混凝土强度达到要求后开始拆除模板，当梁跨度较大时，是从跨中开始向两端拆除，还是从两端开始向跨中拆除？正确的拆除方法是：从跨中开始向两端拆除（图 4-29b），只有这样才能使梁在施工时的受力与正常使用过程的受力性质一致。否则后拆除的中间支承 C起到支座作用，在 C处产生负弯