《建筑力学》课件-1.2 结构计算简图

1《建筑力学》

——1.2结构的计算简图铁道工程学院工程造价教研室本节内容1、荷载2、结构计算简图一、荷载概念和分类荷载：结构工作时所承受的外力。荷载分类：1、按荷载作用的范围可分为分布荷载和集中荷载；2、按荷载作用时间的久暂可分为恒荷载和活荷载；3、按荷载作用的性质可分为静荷载和动荷载。主要讨论集中荷载、均布荷载问题。集中荷载汽车通过轮胎作用在桥面上的力分布荷载桥面板作用在钢梁的力均布荷载二、结构的计算简图(structuralcomputediagram)实际结构与计算简图、计算简图选择的原则计算简图选择的原则：1、尽可能符合实际——计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能2、尽可能简单——计算简图要便于计算计算简图：指对实际结构进行简化，表现主要特点略去次要因素，用一个简化图形来代替实际结构，这简化图形就称为实际结构的计算简图。实际结构计算简图1、结构体系的简化2、杆件的简化3、结点的简化4、支座的简化5、材料性质的简化6、荷载的简化1、结构体系的简化空间结构平面结构框架结构排架结构2、杆件的简化用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间的距离表示，荷载的作用点也转移到轴线上3、结点的简化结点：杆件与杆件之间的相互连接处。根据结点的构造和受力状态分为示例组合结点示例可以传递力，也传递力矩被联结的杆件在联接处不能相对移动，不可绕中心相对转动刚结点示例可以传递力，但不可以传递力矩被联结的杆件在联接处不能相对移动，但可绕结点中心相对转动铰结点备注受力特征变形特征结点类型部分刚结部分铰结的结点变形特征：被联结的杆件在联接处不能相对移动，但可绕结点中心相对转动受力特征:可以传递力，但不可以传递力矩铰结点刚结点变形特征：被联结的杆件在联接处既不能相对移动，也不可绕中心相对转动受力特征：可以传递力，也传递力矩4、支座的简化支座：结构与基础的连接装置活动铰支座（滚轴支座）固定铰支座固定支座定向支座上部结构能沿支承面方向移动，且能绕铰心转动，但不能垂直于支承面移动上部结构在支承处不能发生任何移动，但能绕铰心转动约束作用支座反力垂直于支承面方向

通过铰心，但方向和大小都是未知的，通常用两个确定方向的未知分反力来表示

上部结构在支承处不能发生任何移动和转动方向、大小和作用点都是未知的，通常水平和竖向分力及反力矩表示上部结构在支承处不能发生转动和垂直于支承面方向的移动，但可沿支承面方向滑动限制移动方向上的反力了限制转动方向上的反力矩来表示图示图示图示图示活动铰支座（滚轴支座）约束作用：上部结构能沿支承面方向移动，且能绕铰心转动，但不能垂直于支承面移动支座反力（reactionsatsupport）：垂直于支承面方向FA辊轴支座摇轴支座FA固定铰支座约束作用：上部结构在支承处不能发生任何移动，但能绕铰心转动支座反力：通过铰心，方向和大小都是未知的，通常用两个确定方向的未知分反力来表示

FAyFAxFAxFAyFAxFAyFA固定支座约束作用：上部结构在支承处不能发生任何移动和转动支座反力：方向、大小和作用点都是未知的，通常水平和竖向分力及反力矩表示FAxFAy定向支座（不多见，常在对称法计算中及机动法研究影响线中用）约束作用：上部结构在支承处不能发生转动和垂直于支承面方向的移动，但可沿支承面方向滑动支座反力：限制移动方向上的反力及限制转动方向上的反力矩来表示MY5、材料性质的简化连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性的或理想弹塑性的6、荷载的简化荷载简化为作用在杆件轴线上，如风、地震作用简化；作用面积不大：按集中荷载考虑；作用面积较大：按分布荷载考虑；相联作用给予的反作用力：力偶荷载；最后化成三大作用：线荷载、集中荷载及力偶荷载。注：刚性支座与弹性支座刚性支座：支座在外荷载作用下本身不产生变形；弹性支座：实际工程中，支承部分有一定的弹性。在外荷载作用下支座产生变形，从而影响结构的内力和变形，其反力与结构支承端相应的位移成正比；计算简图：示例1例1：一根梁两端搁在墙上，上面放一重物。1、梁本身用其轴线表示2、支座的简化：考虑到摩擦，梁不能左右移动，但受热膨胀时仍可伸长，故一端简化成固定铰支座，另一端简化成活动铰支座3、荷载的简化：重物简化成集中荷载，梁自重简化成均布荷载例：一钢筋混凝土屋架1、杆件的简化：用其轴线表示2、结点的简化：只反映桁架主要承受轴力这一特点，各杆之间的联结均假定为铰结点，虽然与实际情况不符，但可使计算大为简化，计算结果在工程上是可接受的。若将各杆联结处视为刚结，则可得到较精确的计算