施工方案結(jié)構(gòu)簡算中的常見問題釋疑

1、施工方案結(jié)構(gòu)簡算中的常見問題釋疑施工方案結(jié)構(gòu)簡算中的常見問題釋疑中鐵七局武漢公司工程管理部中鐵七局武漢公司工程管理部二一四年五月二十三日二一四年五月二十三日目錄目錄一、極限狀態(tài)概率設(shè)計法及允許應(yīng)力設(shè)計法一、極限狀態(tài)概率設(shè)計法及允許應(yīng)力設(shè)計法二、荷載計算二、荷載計算三、合載組合三、合載組合四、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形計算四、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形計算五、受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力的計算五、受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力的計算六、壓桿穩(wěn)定性六、壓桿穩(wěn)定性一、極限狀態(tài)概率設(shè)計法及允許應(yīng)力設(shè)計法一、極限狀態(tài)概率設(shè)計法及允許應(yīng)力設(shè)計法我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常用到容許應(yīng)力法和概率（極限我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常用到容許應(yīng)力法和概率（極限狀態(tài)）設(shè)計法，有些沒

2、有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員在設(shè)計計算中經(jīng)狀態(tài)）設(shè)計法，有些沒有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員在設(shè)計計算中經(jīng)常將二者混淆，因此有必要將兩種設(shè)計計算方法進(jìn)行介紹常將二者混淆，因此有必要將兩種設(shè)計計算方法進(jìn)行介紹和比較，供技術(shù)人員參考、交流，以期望提高廣大現(xiàn)場施和比較，供技術(shù)人員參考、交流，以期望提高廣大現(xiàn)場施工技術(shù)人員的設(shè)計水平的目的工技術(shù)人員的設(shè)計水平的目的 。1.1允許應(yīng)力法設(shè)計理論允許應(yīng)力法設(shè)計理論 容許應(yīng)力法將材料視為理想彈性體，用線彈性理論方法，算出容許應(yīng)力法將材料視為理想彈性體，用線彈性理論方法，算出結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載下的應(yīng)力，要求任一點(diǎn)的應(yīng)力，不超過材料的容許結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載下的應(yīng)力，要求任一點(diǎn)的應(yīng)力，不超過材料的

3、容許應(yīng)力。材料的容許應(yīng)力，是由材料的屈服強(qiáng)度，或極限強(qiáng)度除以安應(yīng)力。材料的容許應(yīng)力，是由材料的屈服強(qiáng)度，或極限強(qiáng)度除以安全系數(shù)而得。全系數(shù)而得。容許應(yīng)力法的特點(diǎn)是：容許應(yīng)力法的特點(diǎn)是： A、對具有塑性性質(zhì)的材料，無法考慮其塑性階段繼續(xù)承載、對具有塑性性質(zhì)的材料，無法考慮其塑性階段繼續(xù)承載的能力，設(shè)計偏于保守；的能力，設(shè)計偏于保守； B、用用K使構(gòu)件強(qiáng)度有一定的安全儲備，但使構(gòu)件強(qiáng)度有一定的安全儲備，但K的取值是經(jīng)驗(yàn)的取值是經(jīng)驗(yàn)性的，且對不同材料，性的，且對不同材料，K值大并不一定說明安全度就高；值大并不一定說明安全度就高；C、單一、單一K可能還包含了對其它因素（如荷載）的考慮，但可能還包含了對

4、其它因素（如荷載）的考慮，但其形式不便于對不同的情況分別處理（如恒載、活載）。其形式不便于對不同的情況分別處理（如恒載、活載）。1.2極限狀態(tài)概率設(shè)計法極限狀態(tài)概率設(shè)計法 極限狀態(tài)概率設(shè)計法的設(shè)計準(zhǔn)則是：對于規(guī)定的極限狀態(tài)，荷極限狀態(tài)概率設(shè)計法的設(shè)計準(zhǔn)則是：對于規(guī)定的極限狀態(tài)，荷載引起的載引起的荷載效應(yīng)（結(jié)構(gòu)內(nèi)力）大于抗力（結(jié)構(gòu)承載力）的概率荷載效應(yīng)（結(jié)構(gòu)內(nèi)力）大于抗力（結(jié)構(gòu)承載力）的概率（失效概率）不應(yīng)超過規(guī)定的限值（失效概率）不應(yīng)超過規(guī)定的限值。極限狀態(tài)概率設(shè)計法的特點(diǎn)是：極限狀態(tài)概率設(shè)計法的特點(diǎn)是： 、繼承了極限狀態(tài)設(shè)計的概念和方法，但進(jìn)一步明確提出了結(jié)、繼承了極限狀態(tài)設(shè)計的概念和方法，

5、但進(jìn)一步明確提出了結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程式，及一套計算可靠指標(biāo)和推導(dǎo)分構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程式，及一套計算可靠指標(biāo)和推導(dǎo)分項(xiàng)系數(shù)的理論和方法；項(xiàng)系數(shù)的理論和方法； 、設(shè)計表達(dá)式仍可繼續(xù)采用分項(xiàng)安全系數(shù)的形式，以便與以往、設(shè)計表達(dá)式仍可繼續(xù)采用分項(xiàng)安全系數(shù)的形式，以便與以往的設(shè)計方法銜接，但其中的系數(shù)是以一類結(jié)構(gòu)為對象，根據(jù)規(guī)定的設(shè)計方法銜接，但其中的系數(shù)是以一類結(jié)構(gòu)為對象，根據(jù)規(guī)定的可靠指標(biāo)，經(jīng)概率分析和優(yōu)化確定的。的可靠指標(biāo)，經(jīng)概率分析和優(yōu)化確定的。1.3允許應(yīng)力法與極限狀態(tài)概率設(shè)計法允許應(yīng)力法與極限狀態(tài)概率設(shè)計法 的實(shí)用表達(dá)式的實(shí)用表達(dá)式 maxddRS0式中：式中：結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷

6、載下的應(yīng)力；結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載下的應(yīng)力； 材料的容許應(yīng)力，是由材料的屈服強(qiáng)度，或極限強(qiáng)度除以材料的容許應(yīng)力，是由材料的屈服強(qiáng)度，或極限強(qiáng)度除以安全系數(shù)而得。安全系數(shù)而得。允許應(yīng)力法允許應(yīng)力法極限狀態(tài)概率設(shè)計法極限狀態(tài)概率設(shè)計法式中：式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結(jié)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結(jié)構(gòu)物可分別取構(gòu)物可分別取1.1、1.0、0.9； 結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)設(shè)計值，恒載乘以結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)設(shè)計值，恒載乘以1.2分項(xiàng)系數(shù)，活載乘以分項(xiàng)系數(shù)，活載乘以1.4分項(xiàng)系數(shù)；分項(xiàng)系數(shù)； （具體見：（具體見：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范）結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計

7、值；0dSdR1.4允許應(yīng)力法與極限狀態(tài)概率設(shè)計法的比較允許應(yīng)力法與極限狀態(tài)概率設(shè)計法的比較示例：示例：？問題在哪兒問題在哪兒荷載效應(yīng)計算采用極限狀狀態(tài)設(shè)計法，而材料荷載效應(yīng)計算采用極限狀狀態(tài)設(shè)計法，而材料應(yīng)力卻選用了允許應(yīng)力應(yīng)力卻選用了允許應(yīng)力允許應(yīng)力法允許應(yīng)力法荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力材料的允許應(yīng)力材料的允許應(yīng)力荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力材料強(qiáng)度設(shè)計值材料強(qiáng)度設(shè)計值極限狀態(tài)概率設(shè)計法極限狀態(tài)概率設(shè)計法允許應(yīng)該小于屈服允許應(yīng)該小于屈服強(qiáng)度，提供結(jié)構(gòu)設(shè)強(qiáng)度，提供結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。計的安全性。荷載分項(xiàng)系數(shù)增大荷載分項(xiàng)系數(shù)增大設(shè)計荷

8、載，提供結(jié)設(shè)計荷載，提供結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。構(gòu)設(shè)計的安全性。在基層技術(shù)人員設(shè)計計算中，有時將容許應(yīng)力法和概率（極限狀在基層技術(shù)人員設(shè)計計算中，有時將容許應(yīng)力法和概率（極限狀態(tài)）設(shè)計法混淆，在將設(shè)計荷載取標(biāo)準(zhǔn)荷載按容許應(yīng)力法計算時，態(tài)）設(shè)計法混淆，在將設(shè)計荷載取標(biāo)準(zhǔn)荷載按容許應(yīng)力法計算時，而錯誤地把概率（極限狀態(tài)）設(shè)計法中的材料強(qiáng)度設(shè)計值認(rèn)為是而錯誤地把概率（極限狀態(tài)）設(shè)計法中的材料強(qiáng)度設(shè)計值認(rèn)為是容許應(yīng)力法中的容許應(yīng)力；或者是相反情況。容許應(yīng)力法中的容許應(yīng)力；或者是相反情況。結(jié)構(gòu)計算過程中，荷載與抗力必須是相對應(yīng)的，不能混用。結(jié)構(gòu)計算過程中，荷載與抗力必須是相對應(yīng)的，不能混用。二、荷載計算二、荷

9、載計算荷載計算包含：荷載計算包含：荷載值的計算、單元荷載劃分兩部分荷載值的計算、單元荷載劃分兩部分荷載值的計算按照要求直接計算，一般不會出問題，下面主要針荷載值的計算按照要求直接計算，一般不會出問題，下面主要針對荷載的劃分討論一下容易出現(xiàn)的錯誤對荷載的劃分討論一下容易出現(xiàn)的錯誤示例：示例：此處存在的問題：此處存在的問題：1、由計算式可以看出，、由計算式可以看出，2應(yīng)該為一個縱向的線性荷載，應(yīng)該為一個縱向的線性荷載，而在計算模板時，模板下方而在計算模板時，模板下方為縱向方木，則模板應(yīng)該簡為縱向方木，則模板應(yīng)該簡化為橫向的三跨連續(xù)梁，荷化為橫向的三跨連續(xù)梁，荷載與模型不對應(yīng)；載與模型不對應(yīng)；、q的

10、計算公式可以看出，的計算公式可以看出，計算結(jié)果應(yīng)該為一個集中荷計算結(jié)果應(yīng)該為一個集中荷載而不是線性荷，載而不是線性荷，正確的應(yīng)該怎么計算呢？正確的應(yīng)該怎么計算呢？示例：示例：某門洞主橫梁驗(yàn)算：某門洞主橫梁驗(yàn)算：立桿間距30cm，主橫梁H型鋼長4m，上縱梁采用400*200型鋼，主橫梁按跨度30cm的3跨連續(xù)梁計算。模板、支架等自重新澆筑混凝土自重(最大值)：；施工人員及施工機(jī)具運(yùn)輸或堆放的荷載：；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載：。 新澆筑混凝土對側(cè)面模板的壓力g=1.2（+）+1.4（+）=1.2（2+58.75）+1.4（2.5+2）=79.2KN/m2，（荷載計算存在問題，門洞處上方的梁體及模

11、板、背楞的荷載應(yīng)該傳遞至兩側(cè)的墩柱之上，由滿堂支架鋼管承載，此處只計算了滿堂支架上方的荷載）三、合載組合三、合載組合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載組合，并應(yīng)取各自的最不利組合進(jìn)行設(shè)態(tài)分別進(jìn)行荷載組合，并應(yīng)取各自的最不利組合進(jìn)行設(shè)計。計。根據(jù)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068GB50068，結(jié)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形屬于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)采用荷載標(biāo)構(gòu)或構(gòu)件的變形屬于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)

12、行計算準(zhǔn)值進(jìn)行計算；而；而強(qiáng)度、疲勞和穩(wěn)定屬于承載能力極限強(qiáng)度、疲勞和穩(wěn)定屬于承載能力極限狀態(tài)，在設(shè)計表達(dá)式中均考慮了分項(xiàng)系數(shù)，采用荷載設(shè)狀態(tài)，在設(shè)計表達(dá)式中均考慮了分項(xiàng)系數(shù)，采用荷載設(shè)計值（荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)）進(jìn)行計算計值（荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)）進(jìn)行計算，但其，但其中疲勞的極限狀態(tài)設(shè)計目前還在研究階段，所以仍沿用中疲勞的極限狀態(tài)設(shè)計目前還在研究階段，所以仍沿用原規(guī)范原規(guī)范GBJ17-88GBJ17-88按彈性狀態(tài)計算的容許應(yīng)力幅的設(shè)計方按彈性狀態(tài)計算的容許應(yīng)力幅的設(shè)計方法，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算。法，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算。示例：示例：承載力極限狀態(tài)下，承載力極限狀態(tài)下，構(gòu)件的

13、強(qiáng)度計算時構(gòu)件的強(qiáng)度計算時的荷載采用乘分項(xiàng)的荷載采用乘分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行組合，是系數(shù)進(jìn)行組合，是正確的，而變形屬正確的，而變形屬于正常使用極限狀于正常使用極限狀太，應(yīng)該荷載標(biāo)準(zhǔn)太，應(yīng)該荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算。值進(jìn)行計算。q小結(jié)小結(jié) 荷載效應(yīng)的基本組荷載效應(yīng)的基本組合計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力合計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算的結(jié)構(gòu)應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)強(qiáng)度強(qiáng)度疲勞疲勞穩(wěn)定性穩(wěn)定性變形變形計算承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)抵抗能力，計算承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)抵抗能力，應(yīng)該采用相對應(yīng)的荷載組合，不允許混用。應(yīng)該采用相對

14、應(yīng)的荷載組合，不允許混用。四、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形計算四、結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形計算對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力情況進(jìn)行驗(yàn)算時，主要有利用結(jié)構(gòu)力學(xué)（或?qū)Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力情況進(jìn)行驗(yàn)算時，主要有利用結(jié)構(gòu)力學(xué)（或相關(guān)相關(guān)結(jié)構(gòu)計算手冊結(jié)構(gòu)計算手冊）、結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件（結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、）、結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件（結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、midas等）兩種方法。等）兩種方法。結(jié)構(gòu)力學(xué)方法來計算時，首先結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力簡化模型是否合結(jié)構(gòu)力學(xué)方法來計算時，首先結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力簡化模型是否合理相當(dāng)重要，不同的簡化模型所得到的計算結(jié)果是完全不一樣的，然理相當(dāng)重要，不同的簡化模型所得到的計算結(jié)果是完全不一樣的，然后是荷載的布置，不同的布置形式也會影響計算的準(zhǔn)確

15、性。后是荷載的布置，不同的布置形式也會影響計算的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件來計算時，建立模型的過程中，約束條件、荷載組結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件來計算時，建立模型的過程中，約束條件、荷載組合及分布、材料特性等是關(guān)鍵。合及分布、材料特性等是關(guān)鍵。4.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法示例：示例：根據(jù)根據(jù)建筑施工建筑施工計算手冊計算手冊，三，三跨等跨連續(xù)梁，跨等跨連續(xù)梁，在均布荷載作用在均布荷載作用下，最大彎矩支下，最大彎矩支座、處，且座、處，且為負(fù)。彎矩計算為負(fù)。彎矩計算系數(shù)為系數(shù)為0.10.1以下列出幾種常見模型的連續(xù)梁內(nèi)力及變形計算公式：以下列出幾種常見模型的連續(xù)梁內(nèi)力及變形計算公式：4FlM EIFl483max

16、簡支梁簡支梁lFabM )2(332932maxbaaxabaEIlFbba在時，若82qlM EIql38454maxFbMblEIFb362max懸臂梁懸臂梁22FlM EIql84max簡支梁及懸臂梁均為靜定結(jié)構(gòu)，計算相對比較容易簡支梁及懸臂梁均為靜定結(jié)構(gòu)，計算相對比較容易兩跨等跨連續(xù)梁兩跨等跨連續(xù)梁兩跨連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu)，兩跨連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu)，建筑施工計算手冊建筑施工計算手冊、結(jié)結(jié)構(gòu)力學(xué)構(gòu)力學(xué)等結(jié)構(gòu)計算書籍有列出兩跨等跨連續(xù)梁的一些計等結(jié)構(gòu)計算書籍有列出兩跨等跨連續(xù)梁的一些計算公式，如下：算公式，如下：在均布荷載作用下：在均布荷載作用下：EIqlKqlKVqlKMwVM10042在集

17、中荷載作用下：在集中荷載作用下：EIFlKFKVFlKMwVM1003三跨等跨連續(xù)梁三跨等跨連續(xù)梁注意：很多計算人員在計算二、三跨等跨連續(xù)梁的最大矩彎和撓度時，注意：很多計算人員在計算二、三跨等跨連續(xù)梁的最大矩彎和撓度時，荷載計算按恒載與活載均為滿布，卻直接引用表格系數(shù)的最大值，實(shí)荷載計算按恒載與活載均為滿布，卻直接引用表格系數(shù)的最大值，實(shí)際上是不正確的。各系數(shù)的選用是與活荷載的布置相關(guān)的，當(dāng)活荷載際上是不正確的。各系數(shù)的選用是與活荷載的布置相關(guān)的，當(dāng)活荷載滿布時，按滿布靜載考慮；滿布時，按滿布靜載考慮；相對比較規(guī)則的超靜定次數(shù)較少的結(jié)構(gòu)或靜相對比較規(guī)則的超靜定次數(shù)較少的結(jié)構(gòu)或靜定結(jié)構(gòu)計算，我

18、們可以采用查表的方法得到最定結(jié)構(gòu)計算，我們可以采用查表的方法得到最大內(nèi)力和變形值，最不利內(nèi)力及變形系數(shù)的選大內(nèi)力和變形值，最不利內(nèi)力及變形系數(shù)的選擇合理性，直接影響到計算結(jié)果。擇合理性，直接影響到計算結(jié)果。不規(guī)則且超靜定次數(shù)較少的結(jié)構(gòu)計算時，不規(guī)則且超靜定次數(shù)較少的結(jié)構(gòu)計算時，我們可以采用力法或位移法，直接計算出內(nèi)力我們可以采用力法或位移法，直接計算出內(nèi)力及變形結(jié)果。及變形結(jié)果。超靜定次數(shù)較多或者復(fù)雜結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行計超靜定次數(shù)較多或者復(fù)雜結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行計算時，可以采用相應(yīng)的力學(xué)軟件進(jìn)行計算算時，可以采用相應(yīng)的力學(xué)軟件進(jìn)行計算4.2結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件計算結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件計算示例：示例：某連續(xù)梁支架門洞縱梁受力

19、計算某連續(xù)梁支架門洞縱梁受力計算此處存在兩個問題此處存在兩個問題：1 1、模型問題，在、模型問題，在利用結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件利用結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件計算時，建立的模計算時，建立的模型首先應(yīng)該是一個型首先應(yīng)該是一個不可變體系不可變體系2 2、計算結(jié)構(gòu)選用、計算結(jié)構(gòu)選用存在問題，右邊的存在問題，右邊的計算結(jié)果可以看出，計算結(jié)果可以看出，表中只有各單元的表中只有各單元的桿端位移，因此只桿端位移，因此只顯示了懸挑端的位顯示了懸挑端的位移，而實(shí)際的變形移，而實(shí)際的變形應(yīng)該如下圖所示；應(yīng)該如下圖所示；結(jié)構(gòu)變形結(jié)構(gòu)變形示例：示例：某鋼板樁圍堰，利用某鋼板樁圍堰，利用midas-civilmidas-civil建立的圍囹結(jié)構(gòu)

20、模型建立的圍囹結(jié)構(gòu)模型此處存在兩個問題此處存在兩個問題：1 1、圍囹及內(nèi)支撐桿件在模型中的內(nèi)置方式不正確，、圍囹及內(nèi)支撐桿件在模型中的內(nèi)置方式不正確，工字型截面在和軸方向上的截面特性是不一樣工字型截面在和軸方向上的截面特性是不一樣的；的；2 2、荷載布置不正確；、荷載布置不正確；在利用結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件來計算結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件在利用結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件來計算結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的內(nèi)力時，模型的簡化、約束條件（桿件連接的內(nèi)力時，模型的簡化、約束條件（桿件連接方式、支座等的設(shè)定等）、荷載的布置方式方式、支座等的設(shè)定等）、荷載的布置方式（荷載組合及分布）、材料特性的確定、單元（荷載組合及分布）、材料特性的確定、單元劃分及結(jié)果的

21、選用都是很重要的，所以在利用劃分及結(jié)果的選用都是很重要的，所以在利用軟件來計算時，應(yīng)該對軟件有較多的理解。軟件來計算時，應(yīng)該對軟件有較多的理解。五、受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力的計算五、受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力的計算5.2剪應(yīng)力計算剪應(yīng)力計算橫力彎曲時，橫截面上既有剪力、又有彎矩。因此橫橫力彎曲時，橫截面上既有剪力、又有彎矩。因此橫截面上必然既有正應(yīng)力、又有剪應(yīng)力。截面上必然既有正應(yīng)力、又有剪應(yīng)力。例題：例題：剪應(yīng)力計算剪應(yīng)力計算公式是否正公式是否正確？確？Q/S ItSQ在計算構(gòu)什受彎時剪應(yīng)力時，由（受拉、壓構(gòu)件的正應(yīng)在計算構(gòu)什受彎時剪應(yīng)力時，由（受拉、壓構(gòu)件的正應(yīng)力計算），而認(rèn)為剪應(yīng)力的計算公式是力計算），而

22、認(rèn)為剪應(yīng)力的計算公式是5.1是不正確的。根據(jù)是不正確的。根據(jù)材料材料力學(xué)力學(xué)受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力計算公式應(yīng)該為受彎構(gòu)件的剪應(yīng)力計算公式應(yīng)該為5.2。公式公式5.1公式公式5.2N/Aq矩形截面梁矩形截面梁 q工字型截面梁工字型截面梁 q圓形截面梁圓形截面梁 q薄壁圓環(huán)截面梁薄壁圓環(huán)截面梁 剪應(yīng)力的分布剪應(yīng)力的分布截面形狀不同，剪應(yīng)力的分布有很大的差別。下面針對不同截面形狀不同，剪應(yīng)力的分布有很大的差別。下面針對不同截面形狀分別討論。截面形狀分別討論。 q矩形截面梁矩形截面梁 x q(x) dx y b z y h 剪力分布剪力分布由于載荷作用于縱向?qū)ΨQ面由于載荷作用于縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，所以橫截面上的剪

23、力分內(nèi)，所以橫截面上的剪力分布和對稱軸布和對稱軸y軸重合。軸重合。 剪應(yīng)力分布假設(shè)剪應(yīng)力分布假設(shè)根據(jù)精確分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)資料。根據(jù)精確分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)資料。各點(diǎn)的剪應(yīng)力平行于各點(diǎn)的剪應(yīng)力平行于Q Q。 剪應(yīng)力沿寬度方向均勻分布（當(dāng)剪應(yīng)力沿寬度方向均勻分布（當(dāng)hbhb時，這個假設(shè)是符合實(shí)際的）時，這個假設(shè)是符合實(shí)際的） 。Q 剪應(yīng)力公式推導(dǎo)：剪應(yīng)力公式推導(dǎo)：在梁中取隔離體在梁中取隔離體 x dx q(x) x 1 M M+dM 1 拀 x y 0X0 111bdxdAdAAAzIMzIdMM110 AzdAIdMbdxSd AzA*1設(shè)zzzzbIQSdxdMbIS* 根據(jù)剪應(yīng)力互等定理 zzbIQ

24、S*對于矩形截面：對于矩形截面： x dx q(x) x 1 M M+dM 1 拀 x y zzbIQS*)4(22)2)(2(22*yhbbyhyhSz)4(222yhIQzy Q z y max按拋物線規(guī)律分按拋物線規(guī)律分布。布。橫截面上、下邊沿橫截面上、下邊沿處的剪應(yīng)力處的剪應(yīng)力0 0。中性軸上剪應(yīng)力最中性軸上剪應(yīng)力最大（大（y=0y=0） bhQ23max1288322maxbhQhIQhzSd AzA*1 y b z y h dA q工字型截面梁工字型截面梁 翼緣：翼緣：剪應(yīng)力分布很復(fù)雜、數(shù)值又很小剪應(yīng)力分布很復(fù)雜、數(shù)值又很小在材料力學(xué)中不作研究在材料力學(xué)中不作研究腹板：腹板：剪應(yīng)力

25、數(shù)值很大、其分布符合矩剪應(yīng)力數(shù)值很大、其分布符合矩形截面梁的假設(shè)、直接使用矩形形截面梁的假設(shè)、直接使用矩形截面梁的剪應(yīng)力公式計算截面梁的剪應(yīng)力公式計算 b y B z y h H 剪剪應(yīng)應(yīng)力力zzbIQS*)4(2)(82222*yhbhHBSz)4(2)(82222yhbhHBbIQz 可以證明：maxmax腹板上的剪應(yīng)力可以近似用下式計算： bhQmaxq圓形截面梁圓形截面梁 最大剪應(yīng)力在中性軸上最大剪應(yīng)力在中性軸上 y z Q maxq薄壁圓環(huán)截面梁薄壁圓環(huán)截面梁 y z Q AQ 2maxR0t maxAQ34maxq小結(jié)小結(jié) bhQ23max b y B z y h H maxbhQmaxmin y z Q maxAQ34maxy z Q R0t maxy Q z y maxAQ 2max六、壓桿穩(wěn)定性六、壓桿穩(wěn)定性穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)、滿堂支架結(jié)構(gòu)在安全上的一個突出問題，穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)、滿堂支架結(jié)構(gòu)在安全上的一個突出問題，也是結(jié)構(gòu)驗(yàn)算過程中不可缺少的一個步驟。也是結(jié)構(gòu)驗(yàn)算過程中不可缺少的一個步驟。AN式中：受壓構(gòu)件的正應(yīng)力；式中：受壓