建筑力学与结构 第5版 课件 项目4 确定结构计算简图

项目4确定结构计算简图建筑力学与结构BuildingMechanicsandStructures任务1认识约束及约束反力CONTENTS目录自由与约束01工程中常见的约束和约束反力02教学目标1.培养辩证思维能力。2.树立正确的人生观。3.树立法律意识和规范意识。4.培养通过力学思想和方法分析和解决工程问题的能力。

1.能正确对待自由和约束。2.能识别各种约束。3.能正确绘制各约束的约束反力。

1.理解约束的概念，清晰自由与约束的关系。2掌握各种约束的特点。3掌握各种约束的约束反力绘制。知识目标能力目标素质目标PART01自由与约束思考没有约束的生活……1.自由体和非自由体的概念自由体：可以在空间任意运动的物体非自由体：运动受到某些限制的物体什么是真正的自由？思考PART02工程中常见的约束及约束反力1.约束及约束反力的概念一个物体的运动受到周围物体的限制时，这些周围物体就称为该物体的约束。列车是被约束体，铁轨是约束体。铁轨作用在车轮上的力为约束力。既然约束限制物体的运动，那么当物体沿着约束所能限制的方向有运动或有运动趋势时，约束对该物体必然有力作用，以阻碍物体的运动，这种力称为约束反力，简称为反力。即约束体作用在被约束物体上的力。1.约束及约束反力的概念约束反力的特点：1.是被动力，大小取决于作用于物体的主动力。2.作用位置在约束与被约束物体的接触面上。3.作用方向与约束所能限制的物体运动方向相反主动力：主动使物体运动或有运动趋势的力。在工程上称为荷载。例如：自重2.工程中常见的约束及约束反力由拉紧的绳索、链条、带等柔软物体构成的约束统称为柔体约束。这种约束作用是将物体拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力。约束反力的作用点：接触点约束反力的方向：沿柔体中心线背离被约束物体。(1)柔体约束2.工程中常见的约束及约束反力钢结构天桥的吊装悬索桥2.工程中常见的约束及约束反力两物体直接接触，当接触面光滑，摩擦力可以忽略不计时，两物体的接触面就称为光滑接触面约束。这种约束不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住。约束反力作用点：接触点约束反力方向：沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。(2)光滑接触面约束2.工程中常见的约束及约束反力FFFF1F2F32.工程中常见的约束及约束反力在两个物体上分别穿直径相同的圆孔，再将一直径略小于孔径的销钉插入该两物体的孔中，不计销钉与销钉孔壁间的摩擦时，便构成了光滑圆柱铰链约束。光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任意假设。

(3)光滑圆柱铰链约束ABF2.工程中常见的约束及约束反力BCA2.工程中常见的约束及约束反力(4)链杆约束两端以铰链与其它物体连接中间不受力且不计自重的刚性直杆称链杆，这种约束反力只能限制物体沿链杆轴线方向运动，因此链杆的约束反力沿着链杆,两端中心连线方向，指向或为拉力或为压力。链杆属于二力杆的一种特殊情形。2.工程中常见的约束及约束反力ADCACDACDF

α2.工程中常见的约束及约束反力（5)固定铰支座（铰链支座）用圆柱铰链把结构物或构件与基础或静止的构件相连构成的支座称为固定铰支座。构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动，可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力一定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。2.工程中常见的约束及约束反力沥青麻丝填缝工程实际中，这样的杯形基础可简化为固定铰支座。思考2.工程中常见的约束及约束反力在固定铰支座下面加几个可沿支承面滚动的滚轴，但由于支座的连接，使它不能离开支承面，就构成可动铰支座。这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的接触点、约束反力通过销钉的中心，垂直于支承面，方向可能指向构件，也可能背离构件，视主动力情况而定。（6)可动铰支座2.工程中常见的约束及约束反力2.工程中常见的约束及约束反力固定铰可动铰思考2.工程中常见的约束及约束反力(7)固定端支座如图所示是房屋建筑中的悬挑雨篷的剖面图，在此结构中，墙对雨篷的约束使雨篷靠墙的一端既不能上下移动，又不能转动，这种约束称为固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移动，也不能转动，所以固定端支座除产生水平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶。细石混凝土填缝工程实际中，这样的杯形基础可简化为固定端支座。思考THANKS感谢聆听建筑力学与结构BuildingMechanicsandStructures项目4确定结构计算简图任务2确定结构计算简图CONTENTS目录简化原则01简化方法02教学目标1.养成通过力学思想和方法分析问题和解决问题的能力。2.运用主要矛盾和次要矛盾关系解决工程实际问题。

1.能对结构体系进行力学模型简化。

1.了解计算简图的概念。2.了解计算简图的简化思路。3.掌握简化方法。知识目标能力目标素质目标PART01简化原则1.计算简图的概念进行结构力学分析之前，应首先将实际结构进行抽象和简化，使之既能反映实际的主要受力特征，同时又能使计算大大简化。这种经合理抽象和简化，用来代替实际结构的力学模型叫做结构的计算简图。计算简图的选取在结构的力学分析中占有相当重要的地位，它直接影响着计算工作量的大小和分析结构与实际间的差异。2.确定计算简图的原则计算简图的确定，是力学计算的基础，极为重要。确定计算简图的原则是：(2)考虑主要因素忽略次要因素使计算尽可能的简单。(1)计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能，保证设计上需要的足够精度；PART02简化方法1.结构体系的简化1)平面简化结构体系的简化是指把实际的空间体系在可能的条件下简化或分解为若干个平面结构体系，这样对整个的空间体系的计算就可以简化为对平面体系结构的计算。1.结构体系的简化

铰结点。2)杆件简化3)结点简化杆件一般用轴线代替。刚结点。组合结点。2.支座的简化1)可动铰支座。2)固定铰支座。3)固定支座思考？3.荷载的简化荷载的简化是指将实际结构构件上所受到的各种荷载简化为作用在构件纵轴上的线荷载、集中荷载或力偶。在简化时应注意力的作用点、方向和大小。THANKS感谢聆听项目4确定结构计算简图建筑力学与结构BuildingMechanicsandStructures任务3绘制结构受力图CONTENTS目录单一构件受力分析01构件体系受力分析02教学目标1.养成通过力学思想和方法分析问题和解决问题的能力。2.养成具体问题具体分析的科学思维。

1.能分析单个构件的受力。2.能分析构件体系的受力。

1.受力图的概念。2.受力图的绘制方法。3.掌握单个构件的受力分析。4.掌握构件体系的受力分析。知识目标能力目标素质目标PART01单一构件受力分析1.受力图的概念及绘制步骤绘制受力图的一般步骤为：（1）明确研究对象，画出研究对象的隔离体简图。（2）在隔离体上画出全部主动力。（3）在隔离体上画出全部的约束力，注意约束力一定要与约束的类型相对应。将作用在隔离体上的所有主动力和约束反力以力矢的形式表示在隔离体上，我们把这种描述研究对象所受全部主动力和约束反力的简图称为受力图。受力图能形象直观的表达研究对象的受力情况。如果受力图不准确，随后的计算则毫无意义，所以准确绘制受力图至关重要。2.单一构件受力分析2.单一构件受力分析2.单一构件受力分析3.构件体系受力分析3.构件体系受力分析3.构件体系受力分析3.构件体系受力分析画受力图时应注意以下几点：1)必须明确研究对象。画受力图首先必须明确要画哪个物体的受力图，因为不同的研究对象的受力图是不同的。2)明确约束力的个数。凡是研究对象与周围物体相接触的地方，都一定有约束反力，不可随意增加或减少。3)注意约束力与约束类型相