结构推理
已知两端固定的直梁,跨度为l,抗弯刚度为EI,梁高为h,沿梁的全长上、下表面之间有均匀温差,温度沿梁高度按线性规律变化,如图所示。试给出固定端的弯矩表达式。
【正确答案】如梁的两端没有约束,可以自由膨胀,则温度改变后轴线上ds一段的长度变化为
(1)
式中为材料的线膨胀系数,轴线长为ds一段杆件的两端截面原来的夹角为,杆高为h,则温度改变后角的变化为
(2)
式中,由于所考虑的是细杆,即为杆轴线的曲率半径),由于温度改变沿高度为线性变化,所以变形前的平面变形后仍为平面,杆轴线曲率改变为
(3)
如杆件为直杆,杆轴线原来的曲率为零,则温度改变后的曲率为
(4)
所产生的转角为
现杆的两端固定,不允许发生相对转动,因此一定产生相对约束弯矩,设固定端弯矩为M。梁两端矩产生的相对转角为
实际上两端相对转角为零,即有
因此最后得
【答案解析】