土木工程力学基础工程中常见结构简介

《土木工程力学基础》

（多学时）六单元工程中常见结构简介

5/7/2023土木工程力学基础单元学习目标1.清楚地知道在工程结构只能采用几何不变体系2.能叙述各种静定结构的结构特点以及受力特点3.能从内力比较中认识到超静定结构相对于静定结构的优越性5/7/2023土木工程力学基础【读一读】连续梁桥连续梁桥是指两跨或两跨以上连续的梁桥。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少。5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析1.几何不变体系与几何可变体系几何可变体系——杆件体系受到任意荷载作用后，在不考虑材料应变的情况下，其位置或形状可以改变的体系。几何不变体系——如果在不考虑材料应变的情况下，其位置和几何形状保持不变的体系。瞬变体系——是一种特殊的几何可变体系，它可以沿某一方向产生瞬时的微小运动，但瞬时运动后即转化为几何不变体系。5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析2.几何不变体系的基本组成规则规则一：三刚片规则三刚片用不在一条直线上的三铰相联，组成无多余约束的几何不变体系。5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析2.几何不变体系的基本组成规则规则二：两刚片规则两刚片以一铰及不通过该铰的一根链杆相联组成无多余约束的几何不变体系。或两刚片以不互相平行，也不相交于一点的三根链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。5/7/2023土木工程力学基础规则三：二元体规则在一个体系上增加或去掉二元体，不会改变原来体系的几何组成性质。二元体定义——由两根不在同一直线上的链杆连接一个新结点的构造，称为二元体。一.平面结构的几何组成分析2.几何不变体系的基本组成规则5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析二元体形式2.几何不变体系的基本组成规则5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析3.几何组成分析示例分析方法：（1）直接用三规则分析（2）拆除“二元体”法（3）扩大基础法5/7/2023土木工程力学基础几何组成分析示例例6-1试对如图6-5所示体系进行几何组成分析。IIIIII5/7/2023土木工程力学基础几何组成分析示例例6-2试分析如图6-6所示桁架的几何组成。5/7/2023土木工程力学基础几何组成分析示例例6-3试分析如图6-7所示桁架的几何组成。5/7/2023土木工程力学基础一.平面结构的几何组成分析4.静定结构与超静定结构的概念静定结构——无多余约束的几何不变体系。超静定结构——有多余约束的几何不变体系。5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介1.静定多跨梁

——由若干根梁用铰连接而成，用来跨越几个相连跨度的静定梁称为静定多跨梁。基本部分基本部分附属部分基本部分——结构中凡本身能独立维持几何不变的部分。附属部分——需要依靠其它部分的支承才能保持几何不变的部分。5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介梁桥渡槽5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介基本部分基本部分附属部分为了清楚地表明多跨静定梁各部分之间的支承关系，我们常把基本部分画在下层，附属部分画在上层——层叠图。传力特点：作用于基本部分上的荷载，只能使基本部分产生支座反力和内力，附属部分不受力；而作用于附属部分的荷载，不仅能使附属部分本身产生支座反力和内力，而且能使与它相关的基本部分也产生支座反力和内力。5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介2.静定平面刚架

——由直杆(梁和柱)组成的具有刚结点的结构称之。悬臂刚架

简支刚架

三铰刚架

5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介刚架结构5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介刚架的结构特点和传力特点:（1）杆件少，内部空间大，便于利用。（2）刚结点处各杆不能发生相对转动，因而各杆件的夹角始终保持不变。（3）刚结点处可以承受和传递弯矩，因而在刚架中弯矩是主要内力且分布较均匀。（4）刚架中的各杆通常情况下为直杆，制作加工较方便。5/7/2023土木工程力学基础二.工程中常见静定结构简介3.静定平面桁架桁架是由若干杆件在每杆两端用铰联结而成的结构。

5/7/2023土木工程力学基础二.工毅程中常酿见静定糊结构简营介4/2鸡8/2毅023土木工程今力学基础二.工程裙中常见静庭定结构简战介平行弦桁沙架受力特点：上弦杆卡和下弦杆荐内力值均花是靠支座争处小，向史跨度中间图增大。腹淹杆内力的烘变化规律劳则是靠近戒支座处内素力大，向赛跨中逐渐仇减小。结构特价点：结点构饶造划一，园腹杆可标蓄准化。适用场合：主要在寨轻型桁架堵中应用，休多用于跨豪度在12m以上吊魂车梁。4/2魂8/2挺023土木工程罪力学基础二.工程关中常见静倦定结构简冷介折弦桁娘架受力特点：上、下悔弦杆的内冶力近似于辰相等，即饿内力分布耀均匀。当计荷载作用鲁在上结点旬时，各腹必杆（斜杆红+竖杆）举内力均为惭零；当荷济载作用在踪蝶下弦杆结悔点时，腹其杆中的斜话杆内力为古零，竖杆秋内力等于编结点荷载挎。适用场合：在大武跨度桥岁梁（1碌00～彻150恶m）及斗大跨度蚕屋架（碗18～伯30m做）中，亏节约材关料，故用常采用码折弦桁读架。4/28碰/202旧3土木工榴程力学广基础二.工产程中常活见静定统结构简汤介三角形桁味架受力特点：当荷载灾作用在上溜结点时，到弦杆的内淹力两端大柏，中间小耕；腹杆的津内力为两鞭端小，中照间大。适用场拦合：较小珍跨度的占屋架结霸构。4/2音8/2采023土木工穿程力学患基础二.工程柳中常见静摘定结构简汉介桁架结点惹平衡的特芒殊情况L型结点T型结愚点X型结笨点K型结点4/2我8/2策023土木工虫程力学欠基础二.工程浓中常见静迅定结构简压介4.静陷定拱拱是轴够线为曲做线，在呀竖向荷笛载作用树下支座止处有水三平推力筒的结构势。三铰拱麻是唯一偷的静定哈拱。4/2秘8/2热023土木工插程力学盛基础二.工程编中常见静智定结构简灿介受力特忘点：三铰拱拔的基本朗特点是钩在竖向添荷载作因用下，痰除产生损竖向反碧力外，劝还产生雷水平推剧力。扎拱的内运力以轴贸向压力坝为主。施工特点：由于拱殖主要是承爽受轴向压粗力，故建努造时可以炕充分利用草抗拉性能勺弱而抗压凳性能强的圆材料，如莲砖、石、谷混凝土等题。拱的缺哑点：构造复犯杂，施度工费用质大。因势推力的犯存在，菠拱需要沙有较为浴坚固的项基础或奥支承结裂构(如感墙、柱仍、墩、晚台等)宗。4/2亡8/2醋023土木工勿程力学穷基础三.工程色中常见超决静定结构贝简介1.超静笼定梁——连呆续梁超静定结任构的连续摸体系可以炉减小跨度东以内弯矩显的绝对值春，降低主曲梁的高度网，从而可旨以减少材僵料用量和信结构自重摘，而结构逆自重的减辰少又进一叙步降低了叙由恒载引队起的内力水。4/28析/202割3土木工程睛力学基础三.工程孩中常见超裙静定结构残简介2.超静盛定拱两铰拱无铰拱4/2攻8/2涝023土木工程宰力学基础三.工程浊中常见超劫静定结构专简介超静定阵拱通常芽是两铰原拱和无东铰拱受力特点巨：在于弯矩渔较小，主田要是承受戴轴向压力牺。无铰拱丹在荷载作葡用下，弯耀矩比两铰哨拱较为均糟匀，但受办支座移动纯的影响较像大。两铰告拱在支座玻发生的竖孝向位移不须大时，并更不引起内尽力。构造特秋点：当拱熔的基础孤比较弱忠时，如况支承在千砖墙或彩独立柱古上的两腔铰拱式劲屋盖结睡构，通蹦常可在楼两铰拱您底部设版置拉杆庙以承担番水平推斯力。4/2耍8/2掠023土木工程利力学基础模拟试免题填空题1.秩无多余矿约束的痰几何不脏变体系探称为结构。2.宪三刚片赤用不在蔬一条直欺线上的焦铰两两稠相连，错组成的涉体系一附定。3.拱柏是轴线为亡曲线，在膨竖向荷载乳作用下支枪座处有水帮平推力的绳结构。4.条拱是一翻种轴线乳为曲线歉的推力秧结构，迁其内力补以为主。另由于推减力的存喊在，拱凤需要有缴较为坚错固的或。5.工斯程中常见绪的预应力迅混凝土连填续梁桥具锋有整体性抛能好，结窜构大，小和抗震滴性好的特母点。4/28葵/202悲3土木工习程力学南基础布置作碌业阅读：习题：预习4/2杨8/2眯023土木工程刚力学基础谢谢观云看/欢迎下载BYF巨AITH欢IM占