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第一节 结构校核的基本概念
一、强度
强度条件
在结构受力分析中,当我们求得工作构件的最大工作应力后,并不能判断构件是否会因强度不足而发生破坏。只有把构件的最大工作应力与材料的强度指标联系起来,才可能作出正确的判断。
式中,n是大于1的因数,称为安全因数。关于安全因数的大小会在后面讨论。于是,为确保构件不致因强度不足而破坏的强度条件为
对于等直截面杆,则拉伸(压缩)强度条件为
根据上述强度条件可以解决以下三方面问题:
1)校核强度 在已知构件的材料、尺寸及所受荷载的情况下,检验构件是否满足,称为强度校核。
2)设计截面 已知构件所受荷载及所用材料,按强度条件选择构件的截面面积或尺寸。为此可将式(7-3)改写为
当选用标准截面时,可能会遇到满足强度条件而将采用过大的截面的情况。为经济起见,此时可以考虑采用小一号的截面,但由此而引起的最大工作应力超过需用应力的百分数,在设计规范上有具体规定,一般限制在5%以内。
3)确定构件所能承受的最大安全载荷 已知构件的材料和尺寸,也可以按强度条件确定构件所能容许的最大轴力,并从而计算出气所允许的荷载,此时式(7-3)可改写为
在以上的计算中,都要用到材料的许用应力。工程上常用材料在一般情况下的许用拉(压)应力的约值在表7-1中给出。