《排架的内力计算》课件

排架的内力计算课程大纲排架基本构件及其功能排架杆件受力分析排架的内力计算包括轴力、剪切力、弯矩计算杆件截面参数包括截面面积、惯性矩等杆件截面应力检查典型问题分析常见错误与问题解决课程目标和学习内容掌握排架内力计算方法理解排架基本构件及其功能熟悉轴力、剪力、弯矩的计算步骤排架基本构件及其功能1立柱支撑整个排架结构，承受竖向荷载。2横梁连接立柱，传递水平荷载。3斜拉杆增加排架整体稳定性，减少立柱弯矩。4竖弯杆连接横梁，提高排架承载能力。排架杆件受力分析外力作用分析排架杆件受力，首先要确定外力作用位置和方向。内力产生外力作用会导致排架杆件内部产生轴力、剪力、弯矩等内力。内力分析通过截面法等方法，可以计算得到每个杆件上的内力分布情况。排架的内力计算1轴力计算杆件轴力是指杆件受到的拉力或压力，可以通过平衡方程进行计算。2剪切力计算剪切力是指杆件横截面上受到的剪力，可以通过平衡方程进行计算。3弯矩计算弯矩是指杆件横截面上受到的弯曲力矩，可以通过平衡方程进行计算。轴力计算概念杆件在自身方向上的内力类型拉力或压力计算方法平衡方程影响因素外力、杆件截面剪切力计算剪切力是杆件截面上的内力，它的大小与杆件所受的剪力有关。弯矩计算1计算公式弯矩=力×力臂2方向顺时针为正，逆时针为负3影响因素外力大小，力的作用位置4作用使杆件发生弯曲变形杆件截面参数矩形截面计算方便，广泛应用于钢结构。圆形截面抗扭性能强，适用于承受扭转力的杆件。工字型截面强度高，重量轻，用于承载大型建筑荷载。杆件截面应力检查材料强度检查杆件截面是否能承受计算出的内力，确保结构安全。安全系数根据材料性能和使用环境确定安全系数，确保实际应力低于材料屈服强度。应力计算根据杆件截面尺寸、内力大小和材料性质计算应力，并与允许应力进行比较。斜拉杆内力计算斜拉杆受力分析斜拉杆内力计算公式受力类型拉力计算方法正弦定理竖弯杆内力计算竖弯杆受力竖弯杆承受弯矩、剪力和轴力，这些力主要由水平杆和斜拉杆传递而来。计算方法竖弯杆内力计算主要采用力矩平衡和截面应力计算方法，可以利用弯矩公式、剪力公式和轴力公式进行求解。水平杆内力计算1剪力水平杆承受的剪力主要来自竖向荷载的传递。2弯矩水平杆承受的弯矩主要来自竖向荷载的传递。3轴力水平杆通常承受着拉力或压力，其轴力取决于排架的结构形式。支点反力计算支点反力支点反力是支撑结构的支点所承受的力，它与外力平衡，保证结构的稳定。计算方法支点反力可以通过力矩平衡方程计算，将结构分解成多个力学模型，并根据力的平衡关系推导。受力分析和内力计算示例1示例1简支排架2示例2刚架式排架3示例3支座受力计算4示例4斜拉杆内力计算5示例5竖弯杆内力计算示例1：简支排架简支排架是一种常见的排架结构，在建筑工程中得到广泛应用。它由两根立柱和一根横梁组成，横梁的两端分别固定在立柱上。简支排架的特点是结构简单，施工方便，但承载能力相对较低。简支排架的内力计算相对简单，主要包括轴力、剪切力、弯矩等。在计算过程中，需要考虑横梁的受力情况，以及立柱的支撑作用。示例2：刚架式排架刚架式排架是一种常见的排架结构，它具有较高的刚度和承载能力。由于其结构特点，刚架式排架在工程应用中广泛应用。刚架式排架的内力计算比较复杂，需要考虑杆件之间的相互作用以及支座约束的影响。示例3：支座受力计算支座受力计算是排架内力计算的重要组成部分。支座承受着排架结构的全部荷载，因此准确计算支座受力至关重要。支座受力计算方法通常采用平衡方程和力矩方程。具体方法取决于支座类型和排架结构形式。示例4：斜拉杆内力计算受力分析首先对斜拉杆进行受力分析，并根据力学原理建立平衡方程。计算公式利用平衡方程解出斜拉杆的轴力、剪切力以及弯矩。示例5：竖弯杆内力计算竖弯杆是指在排架中垂直于地面且弯曲的杆件，其内力计算相对复杂。在计算竖弯杆内力时，需要考虑其自身重量和所承受的荷载，同时也要考虑其与其他杆件的连接方式。示例6：水平杆内力计算轴力计算水平杆的轴力由外力以及斜拉杆和竖弯杆的轴力共同决定。剪切力计算水平杆的剪切力由外力以及斜拉杆和竖弯杆的剪切力共同决定。弯矩计算水平杆的弯矩由外力以及斜拉杆和竖弯杆的弯矩共同决定。示例7：支点反力计算支点反力是排架结构的重要参数之一，它反映了支点所承受的载荷大小。计算支点反力需要根据排架的结构形式、荷载类型以及支点约束条件等因素进行分析。例如，对于简支排架，支点反力可以通过平衡方程求解，而对于刚架式排架，则需要使用结构分析软件进行计算。示例8：杆件截面应力检查在计算完杆件的内力后，需要进行截面应力检查，确保杆件的安全性。应力检查主要包括轴力应力、剪切应力和弯曲应力。轴力应力是指杆件受到轴向拉力或压力时产生的应力，剪切应力是指杆件受到剪切力时产生的应力，弯曲应力是指杆件受到弯矩时产生的应力。应力检查需要根据杆件的材料强度、截面形状和尺寸等因素进行计算，并与相应的允许应力进行比较，以确定杆件是否满足强度要求。计算方法总结和注意事项总结常用计算方法，包括轴力、剪切力、弯矩等。列出计算过程中的注意事项，例如单位换算、精度控制等。回答常见问题，例如如何处理特殊情况、如何进行截面应力检查等。典型问题分析错误的力系分析力系时应考虑所有作用力，包括外力和内力，避免遗漏或错误地添加力。截面位置错误选择截面时应注意截面的位置，保证截面处于杆件内部且符合受力状态。计算公式错误选择正确的内力计算公式，并注意公式中的符号和单位，避免混淆或错误。常见错误与问题解决1错误1：符号识别错误仔细检查符号，避免将拉力符号误认为压力符号，或将弯矩符号误认为剪力符号。2错误2：力矩计算错误确保力矩计算中，力的大小和作用点位置正确，并注意力臂的长度。3错误3：支点反力计算错误正确应用平衡条件，将所有外力投影到水平和垂直方