第15章 结构的计算简图
(4)桁架——由直杆组成,各杆相连接处全部为铰接点。 桁架仅承受节点荷载时,各杆只产生轴向 变形和轴向内力,都是二力直杆。
(5)组合结构——组合结构是由二力直杆和梁式构件组成 的结构。有些杆件只承受轴力,有些杆 件还同时承受弯矩和剪力。
a) b)
结构的计算简图举例
例1:
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
l
例2:
例3:
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓↓
细石混凝土填充
15.4 荷载的分类
狭义荷载:主动作用于结构上的外力,如结构自重,风、 雪的压力等。 广义荷载:使结构发生内力与变形的任何外部因素,如 温度变化、材料收缩等。 实际分类: 1)根据荷载作用范围,分为分布荷载和集中荷载。 2)根据荷载作用时间,分为恒载和活载。 3)根据荷载作用性质,分为静力荷载和动力荷载。
许结构沿支撑面移动。
A FA a) b) 可动铰支座 c)
(2)固定铰支座——又叫铰支座。该支座只允许结构绕铰轴转动,不
允许结构沿支撑面方向及与之垂直方向移动。
FAx A FAy
FAx
A FAy
a)
b)
c)
固定铰支座
(3)固定端支座——所支撑的部分完全被固定。它不允许结构发生转 动,也不允许结构发生任何方向的位移。
(3)实体结构:长、宽、厚3个方向尺寸约为同一数量级。 狭义结构:一般指的是杆系结构。 通常所说结构力学指的就是杆系结构力学。
工程实例
简支梁
薄壳屋盖 挡土墙
15.2 杆系结构的计算简图
15.2.1 计算简图
计算前,作出某些合理的简化和假设,略去次要因素,把复杂 的实际结构抽象化为简单图形,叫做结构的计算简图。 选取计算简图的原则: 1)尽可能反映实际结构的主要受力特征。 2)略去次要因素,便于分析和计算。
15.2.2 杆件结构的简化
1. 结构体系的简化——空间结构分解为平面结构
1)从结构中选取一个有代表性的平面计算单元
2)沿纵向和横向分别按平面结构计. 杆件的简化——在计算简图中,杆件通常用其轴线表示。
3. 节点的简化——结构中相互连接的地方为节点。其包括
(1)铰节点——节点处各个杆件之间的夹角可以改变。杆端不存在转动 约束作用,不引起杆端弯矩,只能产生杆端轴力和剪力。
连接板
a)
b)
c)
d)
e)
f)
(2)刚节点——在节点处各杆件之间的夹角保持不变。节点对杆端
有防止相对转动的约束力矩存在,即除产生杆端轴力
和剪力外,还产生杆端弯矩。 例如现浇钢筋混凝土刚节点:
a)
b)
4. 支座的简化——联系结构与基础或支承部分的装置称为支座。 支座对结构的反作用力称为支座反力。
(1)可动铰支座—— 又叫辊轴支座。该支座允许结构绕铰轴转动,又允
MA
A FAx FAy
MA FAx FAy
a)
b)
固定端支座
c)
(4)定向支座——又称为滑动支座。该支座允许结构沿着一个方向即
支承面方向平行滑动,但不允许结构转动,也不允 许结构沿垂直于支承面方向移动。
A MA
FA y
b) a) 定向支座
15.2.3 计算简图示例
1.结构体系的简化 2.平面排架的简化
c)
a)
b) d)
单层工业厂房结构体系简化
15.3 杆系结构的分类
(1)梁——以受弯为主的杆件,其轴线常为直线。
a) 单跨梁
b)多跨梁
(2)拱—— 轴线为曲线。
a) 三铰拱
b) 无铰拱
特点:在竖向荷载作用下,支座处不仅有竖向反力,而且有
水平反力产生。
(3)刚架——由梁和柱组成的结构,其部分或全部节点 为刚节点。平面刚架是以受弯为主的梁式构件。
小结
研究对象 杆系结构:梁、拱、刚架、桁架、组合结构等。
研究任务 (1)组成规律 (2)合理形式 (3)结构在荷载作用下的内力和变形 (4)移动荷载作用下内力等量值的变化规律 结构的计算简图 (1)杆件的简化 (2)节点的简化 (3)支座的简化 荷载的分类:狭义荷载,广义荷载。又可分为集中荷载与分布荷载、 恒载与活载、静力荷载与动力荷载等。
第15章 结构的计算简图
15.1 基本任务 15.2 杆系结构的计算简图
15.3 杆系结构的分类 15.4 荷载的分类
小结
15.1 基本任务
工程结构(简称结构):由建筑材料按照一定方式组成 的满足功能要求的承重骨架。 结构分类: (1)杆系结构:长度远大于截面宽度和高度。
(2)板壳结构:厚度远小于它的长度和宽度。