第3讲 工程结构的抗力体系

定性结构力学主讲人：谢伟平-mail：wpxie@sina办公地点：西院东教-323精选ppt第三讲工程结构的抗力体系2024/1/212精选ppt上次课的回忆〔几点思考〕1.定性结构力学概念的提出？课程的目的？意义？定性结构力学的概念是上世纪九十年代提出的〔同济大学称之为概念结构力学，东南大学称为趣味结构力学〕。古代以师傅带徒弟的方式进行定性的教育，如今大批量的培养专业人才，定量的方法极大地丰富，从而弱化了定性能力的培养。

概念设计、估算判断。2024/1/213精选ppt2.应由定性结构力学引申到所有力学课程知识的提炼与升华。3.结构计算模型的简化与计算目的有关，完全正确的计算模型

是没有的。4.定性与定量的关系通过定量分析使定性能力得到提高，古代是通过实践经验的总结得到定性能力的提高。5.工程中是不会给你出结构力学的题目让你算的。2024/1/214精选ppt2024/1/215精选ppt6.试对以下结构进行几何组成分析，看看能得到什么结论？(d)2024/1/216精选ppt7.目前的教育是老师提出问题，由学生来分析问题，解决问题。你们想想问题是怎么提出的呢？8.叠加原理的应用条件。什么是线弹性？其数学表示是什么？9.强调用专业的眼光来看待所有的结构问题。总体感觉：本门课程信息量大，如何抓住重点是个难题!2024/1/217精选ppt一、结点与支座刚结点铰结点刚结2024/1/218精选ppt铰结2024/1/219精选ppt半刚半铰结点2024/1/2110精选ppt基础支座形式2024/1/2111精选ppt2024/1/2112精选ppt2024/1/2113精选ppt2024/1/2114精选ppt2024/1/2115精选ppt2024/1/2116精选ppt二、荷载的传递路径2024/1/2117精选ppt2024/1/2118精选ppt2024/1/2119精选ppt试比较方案〔一〕和方案〔二〕的两种结构形式，在几何尺寸、材料参数和外荷载均相同的情况下，哪种方案更加合理，即内力较小。方案〔二〕方案〔一〕2024/1/2120精选ppt方案〔二〕方案〔一〕弯矩图2024/1/2121精选ppt方案〔二〕方案〔一〕剪力图2024/1/2122精选ppt方案〔二〕方案〔一〕轴力图2024/1/2123精选ppt楼板梁柱基础2024/1/2124精选ppt实际结构计算简图的简化

2024/1/2125精选ppt静定桁架的合理外形与腹杆布置

弦杆——抗弯能力，腹杆——抗剪能力。原那么：当简支桁架的弦杆外形与相应的简支梁弯矩图形状接近时，上下弦杆所受轴力较均匀，比较合理。因斜杆轴力的竖向分量与代梁相应剪力相同，因此应根据材料性质合理布置斜杆，充分发挥材料的强度。桁架的合理高度可进行计算。2024/1/2126精选ppt刚架——轴向变形的影响

刚架主要内力是弯矩。在高层结构或轴力很大的刚架中，轴向变形的影响不可忽略。决定轴向变形影响大小的主要因素：轴力的相对大小；杆件长度与横截面尺寸的比例〔长细比〕。2024/1/2127精选ppt刚架——剪切变形的影响

当杆件截面尺寸与杆长的比值不大时，剪切变形对内力和位移的影响都很小，可以忽略。当比值较大时，剪切变形的影响应予考虑。决定剪切变形影响大小的主要因素：杆件截面尺寸与杆长比值；与截面形状和材料性质也有关。2024/1/2128精选ppt温度变化的定性分析

超静定梁和刚架的应变与位移是由内力和温度变化共同产生的。静定结构在温度变化时不产生内力，但有变形。

在温度变化因素作用下计算位移时，一般应考虑轴向变形而忽略剪切变形。

2024/1/2129精选ppt温度变化的定性分析

2024/1/2130精选ppt试画出如下结构的弯矩图2024/1/2131精选ppt三、水平与竖向抗力体系低层、多层与高层建筑的竖向及水平结构体系设计的根本原理是相同的。但随着高度的增加，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形那么要大很多。在高层建筑中，主要的设计问题是抗弯和抵抗变形。

增加抗弯结构体系的有效宽度2024/1/2132精选ppt

设计结构分体系应使其构件以最有效的方式相互作用

增大受荷载最有效的构件截面使大局部竖向荷载直接由最主要抗弯构件承受

在竖向结构分体系中，合理布置实心墙或斜撑构件，

可以有效的抵抗每层楼的局部剪力

每层楼盖应足以起水平隔板的作用

将大型竖向和水平构件联结成巨型框架2024/1/2133精选ppt四、厂房结构

厂房结构的分类

依据跨度、高度和吊车起重量等因素分类：混合结构；混凝土结构；钢结构

依据施工方法分类：

现浇式；装配式

依据承重结构形式分类：排架结构；刚架结构2024/1/2134精选ppt厂房结构的计算简图排架结构：柱与屋架为铰接，与根底为固接。2024/1/2135精选ppt刚架结构：柱与横梁为刚接，与根底为铰接，也可采用刚接。2024/1/2136精选ppt厂房结构柱脚节点做法阶梯形根底——实线〔低杯口根底〕高杯口根底——虚线锥形根底——实线〔柔性根底〕刚性根底——虚线2024/1/2137精选ppta)、b)平板式铰接柱脚c)、d)刚性柱脚刚接柱脚：传递弯矩、剪力、轴力。填充细石混凝土铰接柱脚：传递剪力、轴力。填充沥青麻刀1:2水泥砂浆2024/1/2138精选ppt五、全国大学生第二届大学生结构设计大赛作品欣赏

——彩虹倒影

材料：230g白卡纸、蜡线、胶水结点处，所有杆件做成实的圆柱体，并与线、胶连接，防止结点破坏为了防止受压杆件的失稳问题，增加结构的整体受力性能，在竖向腹杆之间用线构造“X〞的联系；为了减少上弦杆在平面内和平面外的计算长度，在顺桥向和横桥向用线和杆件设置联系；为了充分发挥各构件空间协同工作性能，除用纸形成桥面铺装层外，在桁架的侧面上蒙上半层厚的纸，发挥蒙皮效应，使整个结构的受力均匀和变形协调，提高压杆的欧