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2024-04-17

拉索抗弯刚度的影响

本文阐述并解释了索的抗弯刚度对其内力的影响。 本文还介绍了如何减少这种影响的方法。

通常都理想化地假定索是柔性的。 这是因为膜结构的抗弯刚度远小于应变刚度。 然而在某些情况下,索的抗弯刚度的影响可能对内力的计算有关。 您现在可以了解在哪些情况下钢丝绳的抗弯刚度会受到影响。

绳索截面对抗弯刚度的影响

木结构工程用钢索有不同的规格和尺寸。 从截面的几毫米直径开始,例如吊桥的悬索,其直径可以达到一米。 绳索直径越大,截面的惯性矩越大,因此抗弯刚度也越大。 此外,钢丝绳的惯性矩还取决于钢丝绳的直径。 在截面面积相同的情况下,由很多细小钢丝组成的钢丝绳,其惯性矩小于由几根大钢丝组成的惯性矩。

索曲率对弯曲应力的影响

为了激活抗弯刚度,需要绳索弯曲。 由弯曲产生的弯曲应力可以根据 Reuleaux 的弯矩正应力公式粗略估算。

弯曲应力在绳索强烈弯曲的截面中起主导作用,例如在集中荷载的作用点上或绳索绕过滑轮时。

柔性和刚性索的比较

下面的示例显示了水平张拉的绳索,其荷载在中间为垂直集中荷载。 对于该结构体系,比较了使用刚性索和使用理想的柔性索的结果。

虽然绳索的'抗弯刚度对总变形的影响可以忽略,但在力内力上却存在明显的差异。 与理想状态的绳索不同,抗弯绳索不仅可以承受轴力,还可以承受弯矩和剪力。 两种结构体系在整个结构体系中的正应力是相似的。 对于刚性索,只有在施加荷载的区域才会出现明显的应力峰值,即索要承受很大曲率的区域。

避免出现较大的弯曲正应力

为避免钢索尺寸过大,应尽可能减小钢索的弯曲应力。 解决方法是例如增大滑轮的直径。 另一个减少钢丝绳弯曲应力的措施是减小钢丝绳的直径。 由许多小钢丝组成的钢丝绳与由几根大钢丝组成的钢丝绳相比,对弯曲应力的敏感性更小。


作者

万克先生为德儒巴软件的客户提供技术支持。



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