1. 光束偏转定义
什么是偏转? 偏转, 在结构工程方面, 指梁或节点由于施加到构件上的力和载荷而从其原始位置运动. 它也被称为位移，可能发生在外部施加的载荷或结构本身的重量上, 以及适用的重力.
光束会发生偏转, 桁架, 镜框, 基本上任何其他结构. 定义挠度, 让我们来一个简单的 悬臂梁偏转 有一个有体重的人 (w ^) 站在尽头:
这个人站在末端的力将导致光束弯曲和偏离其自然位置. 在下图中, 蓝色光束是原始位置, 虚线模拟悬臂梁的偏转:
资源: 光束偏转计算器
如你看到的, 光束弯曲或移离原始位置. 沿构件每个点的距离是偏转的含义或定义.
一般有 4 决定光束偏转多少的主要变量. 这些包括:
- 结构上有多少负载
- 不受支持的成员的长度
- 材料, 特别是杨氏模量
- 横截面尺寸, 特别是惯性的时刻 (一世)
2. 光束偏转装置
挠度单位, 或位移, 是长度单位，通常取为 mm (对于公制) 和在 (帝国的). 该数字定义了光束偏离原始位置的距离. 由于偏转是一种短距离测量 (光束通常应该只偏转少量), 通常以长度单位表示, 例如英寸或毫米.
除此之外, 还有其他参数用于测量偏转，例如角度, 但这些单位如弧度或度数并不常用. 另外, 重要的是要注意结构的允许挠度通常指定为跨度长度的百分比 (大号/小号), 这是一种允许在不同梁之间进行比较的度量，无论它们的长度和它的无单位.
3. 光束偏转方程/公式
这些方程易于应用，使工程师能够简单快速地计算挠度. 如果您不确定实际的挠度是多少, 点击这里 挠度定义 下面是一个简明的表格，显示了如何计算梁的最大挠度. 不想手工计算这些? SkyCiv免费提供 光束偏转计算器 帮助您的需求! 有关更强大的结构分析软件, 注册一个免费的SkyCiv帐户，并立即访问我们所有免费版本 云结构分析软件!
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梁的挠度是根据多种因素计算的, 包括材料, 截面的惯性矩, 施加的力量, 和支持的距离. 这些可以简化为简单的挠度公式，以便快速返回包络计算. 这是不同载荷场景及其相应的最大梁偏转公式的简单表格:
悬臂梁挠度方程/公式
悬臂梁是仅受一个支撑约束的特殊类型的梁, 如上例所示. 这些成员自然会偏转更多，因为它们仅在一端得到支持.
重要的是要考虑悬臂梁的挠度也受负载位置和固定支撑位置的影响. 负载离固定支撑越远, 偏转越大. 并且, 悬臂越长，挠度越大, 由于负载被施加到更长的距离.
同样重要的是要注意结构的最大允许偏转, 该值通常由建筑规范和标准确定, 它随结构的类型和结构的目的而变化, 并且计算的挠度应在此限度内，以确保结构的安全性和功能性.
| 参考 | 最大挠度 | BMD形状 |
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简支梁偏转方程/公式
挠度的另一个例子是简单支撑梁的挠度. 这些梁的两端都被支撑, 所以梁的偏转通常是左的并且遵循与悬臂的形状大不相同的形状. 在均匀分布的载荷下 (例如自重), 光束将平稳地偏向中点.
| 参考 | 最大挠度 | BMD形状 |
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固定光束偏转方程/公式
| 参考 | 最大挠度 | BMD形状 |
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4. 简支梁计算示例
让我们考虑一个跨度为 L = 的简单支撑梁 10 米, w = 的均匀载荷 10,000 p = p, 以及以下材料特性: 杨氏模量, E = 200 GPa, 惯性矩, 我= 0.0015 米^4.
梁的偏转可以使用以下公式计算, 取自上面的方程表:
\(d = (5wl^4)/(384不) \)
\(d = (5 * 10,000 * 10^4)/(384 * 200 *10^9 * 0.0015) \)
\(d = 0.00434 米 = 4.34 毫米 \)
所以梁的偏转是 0.00434 或 4.34 毫米. 作为工程师，验证您的结果始终很重要, 所以让我们将相同的数字插入 SkyCiv 的 自由光束计算器:
值得一提的是，这是一个非常简单的例子，在实践中, 还有其他各种因素需要考虑，例如温度变化的影响, 活载, 自重和许多其他东西, 在现实生活中, 结构工程师在计算梁的挠度时会考虑这些因素.
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