隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及建筑設(shè)計的發(fā)展,力學(xué)建筑不僅堅固,而且給人一種踏實舒服的感覺,那么一些工程建設(shè)就需要精確的科學(xué)計算之后,然后才開始進行工程的開發(fā),下面小編就為大家簡單的敘述一下?lián)隙扔嬎愕墓剑?..
隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及建筑設(shè)計的發(fā)展,力學(xué)建筑不僅堅固,而且給人一種踏實舒服的感覺,那么一些工程建設(shè)就需要精確的科學(xué)計算之后,然后才開始進行工程的開發(fā),下面小編就為大家簡單的敘述一下?lián)隙扔嬎愕墓?,以幫助一些建筑的設(shè)計完成。
第一步:
當荷載的力作用在跨中時撓度的計算方式是:fmax=(P·L3)/(48×E·I)當荷載作用在任意一點時撓度的計算方式:fmax={P·L1·L2(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2}/(27×E·I·L)。也就是說這兩種情況我們?nèi)绻M行分析的話,我們會發(fā)現(xiàn)集中荷載作用在任意一點時,也就是說任意一點可以是中點,那么上面的?式就會包含?式,而?式知識撓度公式中的一個特例,當然也就是L1=L2=L/2這種情況。那么我們就可以這樣思考了,將L1=L2=L/2代入?式中,max={P·L1·L2(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2}/(27×E·I·L)。={P·L/2·L/2(L+L/2)·[3×L/2·(L+L/2)]1/2}/(27×E·I·L)={P·L2/4·(3L/2)·[9×L2/4]1/2}/(27×E·I·L)={P·(3L2/8)·[3×L/2]}/(27×E·I)=P·(9L3/16)/(27×E·I)=(P·L3)/(48×E·I)這樣也就驗算了以上的思想了。
第二步:
簡單的推導(dǎo)過程:我們以簡支梁來為例:全粱應(yīng)將其分為兩段對于梁的左段來說,則當0≤X1≤L1時,其彎矩方程可以表示為:Mx1=(P·L2/L)·X;設(shè)f1為梁左段的撓度,則由材料力學(xué)。E·I·f1//=(P·L2/L)·X積分得E·I·f1/=(P·L2/L)·X2/2+C1?二次積分:E·I·f1=(P·L2/L)·X3/6+C1X+D1?因為X1等于零時:簡支梁的撓度f1等于零(邊界條件)將X1=0代入(2)得D1=0
而對于梁的右段,即當L1≤X2≤L時,其彎矩方程可以表現(xiàn)為:MX2=(P·L2/L)·X-P·(X-L1);設(shè)f2為梁右段的撓度,則由材料力學(xué)E·I·f2//=(P·L2/L)·X-P·(X-L1)積分得E·I·f2/=(P·L2/L)·X2/2-[P(X-L1)2/2]+C2?二次積分:E·I·f2=[(P·L2/L)·X3/6]-[P·(X-L1)3/6]+C2X+D2④
將左右段連接,則可以
①在X=0處,f1=0;②在X=L1處,f1/=f2/(f1/、f2/為撓曲線的傾角);③在X=L1處,f1=f2;④在X=L處,f2=0;由以上四條件求得(過程略):C1=C2=-[(P·L2)/6L]·(L2-L22);D1=D2=0。
代入公式?、?、?、④整理即得:對于左段0≤X≤L1E·I·f1/=(P·L2/L)·X2/2+C1(1)=P·L2/6L·[3X2-(L2-L22)](5)E·I·f1=(P·L2/L)·X3/6+C1X+D1(2)=(P·L2/6×L)·[X3-X(L2-L22)](6)對于右段L1≤X≤L
E·I·f2/=(P·L2/L)·X2/2-[P·(X-L2)2/2]+C2(3)=(P·L2/6×L)·[3X2-(L2-L22)]-[P/2·(X-L1)2](7)
E·I·f2=[(P·L2/L)·X3/6]-[P·(X-L1)3/6]+C2X+D2(4)=(P·L2/6L)·[X3-X(L2-L22)]-[P/6·(X-L1)3](8)等一一對應(yīng)的過程式。
第三步:按以上基礎(chǔ)繼續(xù)進行:
若L1>L2,則最大撓度就顯然在左段內(nèi),命左段的傾角方程(5)f/等于零,即得最大撓度所在之位置,于是令:P·L2/6L·[3X2-(L2-L22)]=0
則:3X2-(L2-L22)=0得:X=[(L2-L22)/3]1/2(9)將(9)式代入(6)式即得最大撓度fmax=-[P·L2·(L2-L22)3/2]/[9×31/2×L·E·I](10)展開即得:
fmax=-{(P·L1·L2·(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2)}/(27×E·I·L)。這就是公式的推導(dǎo)過程,對于非專業(yè)人士可能不會十分清楚,小編這樣希望給專業(yè)人士一個幫助性的指引,希望有關(guān)人士可以在建筑上能夠得以應(yīng)用。