巡迴檢測裝置
[拼音]:liang
[英文]:beam
工程結構中的受彎杆件。樑通常水平設定,但有時也斜向設定以滿足使用要求,例如樓梯樑。樑的截面尺寸小於它的跨度,截面高度與跨度之比一般為1/8~1/16,預應力混凝土樑的高跨比甚至小到1/30。高跨比大於1/4的樑稱為深樑。樑的截面高度通常大於截面的寬度。但因工程需要,樑寬大於樑高時,稱扁樑;樑高沿軸線變化時,稱變截面樑。樑在各類工程結構中都有廣泛的應用,例如房屋建築中的樓蓋、屋蓋、吊車樑、基礎樑;各類橋樑的橋面系;各種貯液池的頂蓋和海洋平臺等。
分類
樑按截面形式分為矩形樑、T形樑、倒T形樑、L形樑、Z形樑、工字樑、槽形樑和箱形樑、空腹樑、迭合樑等。按所用材料分為鋼樑、鋼筋混凝土樑、預應力混凝土樑、木樑以及鋼與混凝土組成的組合樑等。按樑的常見支承方式分為:
簡支樑
樑的兩端擱置在支座上,支座約束兩端使不產生垂直位移,但可自由水平轉動。為了防止整根樑產生水平移動,同時又要滿足因溫度變化時能自由伸縮,在其中一個支座處加以水平約束,稱為鉸支座;另一支座處不加水平約束稱為滾動支座(圖1a)。
懸臂樑
樑的一端固定在支座處,使該端頭不能轉動,不能發生水平和垂直位移,稱為固定支座。另一端可以自由移動和轉動,稱為自由端。這種樑的最大彎矩和剪力同時產生在固定支座邊緣處(圖1b)。
將簡支樑的支座向跨中移動,使樑的一端或兩端挑出一部分,形成懸臂,也稱伸臂樑;其自由端可以轉動和移動(圖1e)。
一端簡支另一端固定樑
在懸臂樑的自由端加設滾動支座,便形成這種支承方式的樑(圖1c)。
兩端固定樑
樑的兩端都是固定支座(圖1d)。
連續樑
具有兩個以上支座的樑。樑由於在中間支座處受到一定程度的約束,和具有同樣尺寸和跨度的簡支樑比,能承受較大的荷載(圖1f)。
受力特點
樑的受力特點與其在結構中所處的位置及所受荷載的情況有關。如在平面樓蓋結構中(圖2),縱向的樑一般只承受由板傳來的分佈荷載,稱為次樑;而橫向的樑除承受由次樑傳來的集中荷載外,還要承受由板直接傳來的分佈荷載,因此稱為主樑。
在工程結構中最常用到的樑都是具有對稱軸的等截面樑。如豎向荷載所在平面與樑的縱對稱面相一致,樑內只產生彎矩和剪力,否則還要產生扭矩,如雨篷樑、樓蓋邊樑。如荷載所在平面系與樑的縱對稱面相斜交(如斜放的檁條),或承受豎向荷載及水平荷載的共同作用(如牆架結構中的橫樑或箱形基礎頂蓋和底板的橫樑),樑便處於雙向受彎狀態,甚至還同時受扭或受軸向力的作用。
計算要點
(1)根據荷載的性質和最不利的荷載組合進行計算。對一般吊車荷載和其他振動或衝擊作用,可化為乘以動力系數的等效靜荷載進行計算;但對於直接承受較大振動作用的樑,則需按動態作用進行動力計算。
(2)圖1a、b、e所示各樑在其支座處的3個未知反力(滾動支座處1個,鉸支座處2個,固定支座處3個)可以由平面力系的3個靜力平衡方程計算求得(見靜力平衡原理),故統稱為靜定樑。這種樑在支座反力求出以後,各個截面的內力(剪力和彎矩)便可由截面一邊的脫離體的平衡條件計算出來。
(3)圖1c、d、f所示各樑的支座未知反力都在 3個以上,僅由3個靜力平衡方程不能求出反力和所需截面內力,故統稱為超靜定樑。這種樑在計算時必須考慮杆件的變形。並可在內力求出後考慮塑性內力重分佈予以適當調整。
(4)由各種材料製成的樑均應進行抗彎、抗剪、抗扭強度計算和撓度驗算。而鋼組合樑和側向剛度較差並在支座間的長度上也沒有側向支承的工字形型鋼樑或槽形型鋼樑,還必須進行整體穩定性驗算;預應力混凝土樑和使用上不允許出現裂縫的鋼筋混凝土樑,還應進行抗裂度驗算;使用上允許出現裂縫的鋼筋混凝土樑和部分預應力混凝土樑,還應進行裂縫寬度驗算;直接承受中、重級工作制吊車荷載的吊車樑,還應進行疲勞強度計算。
(5)對於深樑,平截面假定不適用,需按彈性力學方法計算。