公式
細長物體(如梁或柱)的撓度是指在變形時其軸線上各點在該點處軸線法平面內(nèi)的位移量。薄板或薄殼的撓度是指中面上各點在該點處中面法線上的位移量。物體上各點撓度隨位置和時間變化的規(guī)律稱為撓度函數(shù)或位移函數(shù)。通過求撓度函數(shù)來計算應變和應力是固體力學的研究方法之一。1
撓曲線——如圖,平面彎曲時,梁的軸線將變?yōu)橐粭l在梁的縱對稱面內(nèi)的平面曲線,該曲線稱為梁的撓曲線。
撓度計算公式:γmax=5ql^4/(384EI)(長l的簡支梁在均布荷載q作用下,EI是梁的彎曲剛度)
撓度與荷載大小、構件截面尺寸以及構件的材料物理性能有關。
撓度——彎曲變形時橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度,用γ表示。
轉(zhuǎn)角——彎曲變形時橫截面相對其原來的位置轉(zhuǎn)過的角度稱為轉(zhuǎn)角,用θ表示。
撓曲線方程——撓度和轉(zhuǎn)角的值都是隨截面位置而變的。在討論彎曲變形問題時,通常選取坐標軸x向右為正,坐標軸y向下為正。選定坐標軸之后,梁各橫截面處的撓度γ將是橫截面位置坐標x的函數(shù),其表達式稱為梁的撓曲線方程,即γ= f(x) 。
顯然,撓曲線方程在截面x處的值,即等于該截面處的撓度。(建筑工程)
撓曲線在截面位置坐標x處的斜率,或撓度γ對坐標x的一階導數(shù),等于該截面的轉(zhuǎn)角。
關于撓度和轉(zhuǎn)角正負符號的規(guī)定:在上圖選定的坐標系中,向上的撓度為正,逆時針轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角為正。
應用
建筑工程:在建筑結(jié)構中,撓度是衡量結(jié)構受力及耐災性能的重要參數(shù)。通過測量材料的撓度,可以預測建筑物在極端氣候、自然災害等條件下的結(jié)構受力情況,從而預防建筑結(jié)構未來出現(xiàn)損壞。2
檢測方法
傳統(tǒng)的橋梁撓度測量大都采用百分表或位移計直接測量,當前在中國橋梁維護、舊橋安全評估或新橋驗收中仍廣泛應用。該方法的優(yōu)點是設備簡單,可以進行多點檢測,直接得到各測點的撓度數(shù)值,測量結(jié)果穩(wěn)定可靠。但是直接測量方法存在很多不足,該方法需要在各個測點拉鋼絲或者搭設架子,所以橋下有水時無法進行直接測量;對跨線橋,由于受鐵路或公路行車限界的影響,該方法也無法使用;跨越峽谷等的高橋也無法采用直接方法進行測量;另外采用直接方法進行撓度測量,無論布設還是撤消儀表,都比較繁雜耗時較長。