型钢抗弯强度计算

受弯构件的强度、整体稳定和局部稳定计算钢梁的设计应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的计算。

一、强度和刚度计算1．强度计算强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。

（1） 抗弯强度荷载不断增加时正应力的发展过程分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图1 梁正应力的分布1）弹性工作阶段 荷载较小时，截面上各点的弯曲应力均小于屈服点y f ，荷载继续增加，直至边缘纤维应力达到y f （图1b ）。

2）弹塑性工作阶段荷载继续增加，截面上、下各有一个高度为a 的区域，其应力σ为屈服应力y f 。

截面的中间部分区域仍保持弹性（图1c ），此时梁处于弹塑性工作阶段。

3）塑性工作阶段 当荷载再继续增加，梁截面的塑性区便不断向内发展，弹性核心不断变小。

当弹性核心完全消失（图1d ）时，荷载不再增加，而变形却继续发展，形成“塑性铰”，梁的承载能力达到极限。

计算抗弯强度时，需要计算疲劳的梁，常采用弹性设计。

若按截面形成塑性铰进行设计，可能使梁产生的挠度过大。

因此规范规定有限制地利用塑性。

梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时f W M nxx x≤=γσ（1）双向弯曲时f W M W M nyy y nx x x≤+=γγσ（2）式中 M x 、M y —绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）；W nx 、W ny —梁对x 轴和y 轴的净截面模量；y x γγ,—截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对箱形截面，05.1==y x γγ；f —钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，取0.1=x γ。

需要计算疲劳的梁，宜取0.1==y x γγ。

（2）抗剪强度主平面受弯的实腹梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。

轴抗弯强度计算公式12则抗弯强度计算公式(一)工字钢抗弯强度计算方法一、梁的静力计算概况1、单跨梁形式: 简支梁2、荷载受力形式: 简支梁中间受集中载荷3、计算模型基本参数:长 L =6 M4、集中力:标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN工字钢抗弯强度计算方法二、选择受荷截面11、截面类型: 工字钢:I40c2、截面特性: Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3 G= 80.1kg/m翼缘厚度 tf= 16.5mm 腹板厚度 tw= 14.5mm工字钢抗弯强度计算方法三、相关参数1、材质:Q2352、x轴塑性发展系数γx:1.053、梁的挠度控制〔v〕:L/250工字钢抗弯强度计算方法四、内力计算结果1、支座反力 RA = RB =52 KN2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M工字钢抗弯强度计算方法五、强度及刚度验算结果21、弯曲正应力ζmax = Mmax / (γx * Wx),124.85 N/mm22、A处剪应力ηA = RA * Sx / (Ix * tw),10.69 N/mm23、B处剪应力ηB = RB * Sx / (Ix * tw),10.69 N/毫米为单位，直接把数值代入上述公式，得出即为每米方管的重量，以克为单位。

如30x30x2.5毫米的方管，按上述公式即可算出其每米重量为:4x2.5x(30-2.5)x7.85=275x7.85=2158.75克，即约2.16公斤矩管抗弯强度计算公式1、先计算截面模量WX=(a四次方-b四次方)/6a2、再根据所选材料的强度，计算所能承受的弯矩3、与梁上载荷所形成的弯矩比对，看看是否在安全范围内参见《机械设计手册》机械工业出版社2007年12月版第一卷第1-59页玻璃的抗弯强度计算公式锦泰特种玻璃生产的玻璃的抗弯强度一般在60~220Mpa之间，玻璃样品的形式和表面状态对测试的结果影响较大，3通常采用万能压力测试仪测试。

抗弯刚度概念是指物体抵抗其弯曲变形的能力。

早期用于纺织。

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，影响因素很多，有纤维的弯曲性能、纱线的结构、还有织物的组织特性及后整理等。

抗弯刚度现多用于材料力学和混凝土理论中，其英文名称为：bending rigidity。

以材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材料抵抗弯曲变形的能力。

编辑本段抗弯刚度计算公式EI中EI的取值E是弹性模量，即产生单位应变时所需的应力，不同材料弹性模量不同，可以从材料手册上查得I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，各常规型钢惯性矩也可以从材料手册上查得，<石油化工设备设计便查手册>中也可查到。

工程构件典型截面几何性质的计算2.1面积矩1．面积矩的定义图2-2.1任意截面的几何图形如图2-31所示为一任意截面的几何图形(以下简称图形)。

定义：积分和分别定义为该图形对z轴和y轴的面积矩或静矩，用符号S z和S y，来表示，如式(2—2.1)(2—2.1)面积矩的数值可正、可负，也可为零。

面积矩的量纲是长度的三次方，其常用单位为m3或mm3。

2．面积矩与形心平面图形的形心坐标公式如式(2—2.2)(2—2.2)或改写成，如式(2—2.3)(2—2.3)面积矩的几何意义：图形的形心相对于指定的坐标轴之间距离的远近程度。

图形形心相对于某一坐标距离愈远，对该轴的面积矩绝对值愈大。

图形对通过其形心的轴的面积矩等于零；反之，图形对某一轴的面积矩等于零，该轴一定通过图形形心。

3．组合截面面积矩和形心的计算组合截面对某一轴的面积矩等于其各简单图形对该轴面积矩的代数和。

如式(2—2.4)(2—2.4)式中，A和y i、z i分别代表各简单图形的面积和形心坐标。

组合平面图形的形心位置由式(2—2.5)确定。

(2—2.5)2.2极惯性矩、惯性矩和惯性积1．极惯性矩任意平面图形如图2-31所示，其面积为A。

简支梁抗弯强度计算问题：我要做一台简单的油压机。

跨度1200mm。

压力100吨，现打算用两根32a的工字钢并排做顶梁（即横梁）。

油缸装在两根工字钢中间。

请各位大师傅帮忙计算，抗弯强度够不够？如果不够，是否可以在上下贴钢板加强。

计算一：把双工字钢横梁看作是在中间承受集中载荷的简支梁。

每半边梁承受载荷P=100 t /2=50 t 。

中间截面上弯矩为Mmaxm=PL/4=50000 kg *120 cm /4=1500000 kg•cm 。

32A工字钢抗弯截面系数W=692cm^3 。

最大应力：σmax=Mmax/W=1500000kg•cm/692cm^3=2167.63 kg/cm^2=212.51MPa 。

普通碳素钢Q235的屈服点为240 MPa 。

安全系数仅为240/212.51=1.13 。

实际梁并非简支，结构装配也还须钻孔等，因而抗弯强度近于临界，应适当加强。

补充：对于复杂结构，不容易准确计算，只好与简支梁对比设计。

要注意，尽量减低工字梁遭受偏倾载荷的程度。

25mm的钢板抗弯刚度恐嫌不足，为此，最好在下板与主梁之间再加一个由截面足够大的型钢焊成的方框，以改善主梁受力状况。

在主梁和方框的危险部位，需焊接足够的肋板（或叫“筋”）。

计算二：一、梁的静力计算概况1、单跨梁形式：简支梁2、荷载受力形式：简支梁中间受集中载荷3、计算模型基本参数：长 L =6 M4、集中力：标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN二、选择受荷截面1、截面类型：工字钢：I40c2、截面特性： Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3G= 80.1kg/m翼缘厚度tf= 16.5mm 腹板厚度tw= 14.5mm三、相关参数1、材质：Q2352、x轴塑性发展系数γx：1.053、梁的挠度控制［v］：L/250四、内力计算结果1、支座反力 RA = RB =52 KN2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M五、强度及刚度验算结果1、弯曲正应力σmax = Mmax / (γx * Wx)＝124.85 N/mm22、A处剪应力τA = RA * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm23、B处剪应力τB = RB * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm24、最大挠度 fmax = Pk * L ^ 3 / 48 * 1 / ( E * I )=7.33 mm5、相对挠度 v = fmax / L =1/ 818.8弯曲正应力σmax= 124.85 N/mm2 < 抗弯设计值 f : 205 N/mm2 ok!支座最大剪应力τmax= 10.69 N/mm2 < 抗剪设计值fv : 125 N/mm2 ok!跨中挠度相对值 v=L/ 818.8 < 挠度控制值［v］:L/ 250 ok! 验算通过！。

H型钢力学性能计算H型钢是一种常用的结构钢材，具有优良的力学性能。

其力学性能的计算涉及强度、刚度和稳定性等方面的计算。

以下将详细介绍H型钢力学性能的计算方法。

首先，H型钢的强度计算是其中一个重要的方面。

强度主要分为拉压强度和弯曲强度。

拉压强度主要通过材料的屈服强度和抗拉强度来计算。

屈服强度是材料能够承受的最大拉力，而抗拉强度则是材料在拉伸过程中的抵抗力。

常见的计算方法为根据钢材的牌号和规格，通过查表得到相应的屈服强度和抗拉强度。

计算时需考虑H型钢的形状和受力情况，以及跨度等参数。

弯曲强度则通过计算截面的抵抗力矩来确定，常见的计算方法为利用抗弯强度或截面模量进行计算。

其次，H型钢的刚度计算也是重要的方面之一、刚度主要包括弯曲刚度和剪切刚度。

弯曲刚度是指材料在受到弯曲力时的抵抗能力，主要通过截面模量来进行计算。

截面模量是材料在弯曲过程中剩余刚度的一个指标。

剪切刚度是指材料在受到剪切力时的抵抗能力，主要通过剪切模量来进行计算。

剪切模量是材料在平面内剪应变下的抵抗能力。

最后，H型钢的稳定性计算也是必不可少的。

稳定性主要包括弹性稳定和塑性稳定两个方面。

弹性稳定性是指材料在弹性阶段发生屈曲的能力，可通过计算屈曲载荷来确定。

屈曲载荷是材料在屈曲前能够承受的最大力。

塑性稳定性是指材料在塑性阶段发生屈曲的能力，可通过计算承载力来确定。

承载力是材料在塑性阶段承受的最大力。

综上所述，H型钢的力学性能计算包括强度、刚度和稳定性等方面的计算。

其中强度包括拉压强度和弯曲强度的计算，刚度包括弯曲刚度和剪切刚度的计算，稳定性包括弹性稳定和塑性稳定的计算。

这些计算方法需要根据具体的H型钢的牌号和规格，以及受力情况和跨度等参数进行计算。

此外，为了保证计算的准确性，还需要考虑材料的力学性能参数和相应的理论支撑。

抗弯刚度概念是指物体抵抗其弯曲变形的能力。

早期用于纺织。

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，影响因素很多，有纤维的弯曲性能、纱线的结构、还有织物的组织特性及后整理等。

抗弯刚度现多用于材料力学和混凝土理论中，其英文名称为：bending rigidity。

以材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材料抵抗弯曲变形的能力。

编辑本段抗弯刚度计算公式EI中EI的取值E是弹性模量，即产生单位应变时所需的应力，不同材料弹性模量不同，可以从材料手册上查得I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，各常规型钢惯性矩也可以从材料手册上查得，<石油化工设备设计便查手册>中也可查到。

工程构件典型截面几何性质的计算2.1面积矩1．面积矩的定义图2-2.1任意截面的几何图形如图2-31所示为一任意截面的几何图形(以下简称图形)。

定义：积分和分别定义为该图形对z轴和y轴的面积矩或静矩，用符号S z和S y，来表示，如式(2—2.1)(2—2.1)面积矩的数值可正、可负，也可为零。

面积矩的量纲是长度的三次方，其常用单位为m3或mm3。

2．面积矩与形心平面图形的形心坐标公式如式(2—2.2)(2—2.2)或改写成，如式(2—2.3)(2—2.3)面积矩的几何意义：图形的形心相对于指定的坐标轴之间距离的远近程度。

图形形心相对于某一坐标距离愈远，对该轴的面积矩绝对值愈大。

图形对通过其形心的轴的面积矩等于零；反之，图形对某一轴的面积矩等于零，该轴一定通过图形形心。

3．组合截面面积矩和形心的计算组合截面对某一轴的面积矩等于其各简单图形对该轴面积矩的代数和。

如式(2—2.4)(2—2.4)式中，A和y i、z i分别代表各简单图形的面积和形心坐标。

组合平面图形的形心位置由式(2—2.5)确定。

(2—2.5)2.2极惯性矩、惯性矩和惯性积1．极惯性矩任意平面图形如图2-31所示，其面积为A。

国标钢管抗折强度计算公式国标钢管抗弯强度计算公式。

国标钢管是指按照中国国家标准生产的钢管产品，其抗弯强度是衡量钢管质量的重要指标之一。

抗弯强度是指钢管在受到外力作用时抵抗弯曲变形的能力，是保证钢管在使用过程中不会发生过度变形或破裂的重要参数。

国标钢管的抗弯强度计算公式是根据钢管的材质、几何尺寸和外部载荷等因素综合考虑得出的。

一般来说，国标钢管的抗弯强度计算公式可以表示为：σ = M / S。

其中，σ表示钢管的应力，单位为N/mm²；M表示外部载荷产生的弯矩，单位为N·mm；S表示钢管的抗弯截面模量，单位为mm³。

根据这个公式，我们可以看到，钢管的抗弯强度与外部载荷产生的弯矩成正比，与钢管的抗弯截面模量成反比。

这也说明了在设计和选择国标钢管时，需要综合考虑外部载荷和钢管的几何尺寸，以确保钢管在使用过程中具有足够的抗弯强度。

在实际工程中，为了计算国标钢管的抗弯强度，需要首先确定外部载荷产生的弯矩，然后根据钢管的几何尺寸计算出抗弯截面模量，最终根据公式计算出钢管的应力。

这样可以确保国标钢管在设计和使用过程中具有足够的安全性和可靠性。

除了上述的基本公式外，国标钢管的抗弯强度还受到许多其他因素的影响，如钢管的材质、制造工艺、表面质量等。

因此，在实际工程中，需要综合考虑这些因素，通过实验或计算得出钢管的抗弯强度，以确保钢管在使用过程中不会发生变形或破裂。

此外，国标钢管的抗弯强度还受到国家标准的监管和管理。

中国国家标准委员会制定了一系列关于钢管产品的标准，其中包括了对钢管抗弯强度的要求和测试方法。

这些标准的制定和实施，可以有效地保障国标钢管的质量和安全性，为工程建设提供可靠的材料保障。

总之，国标钢管的抗弯强度是衡量钢管质量的重要指标，其计算公式可以帮助工程师和设计者在选择和设计国标钢管时进行合理的评估和计算。

通过合理地计算和选择国标钢管，可以确保工程建设中钢管的安全性和可靠性，为工程的顺利进行提供有力的支持。