土木工程力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖以及分類

1、關(guān)于土木工程力學(xué)結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及分類第一張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月22022/7/25結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及分類溫故知新學(xué)習(xí)探究知識(shí)強(qiáng)化課堂延伸提綱挈領(lǐng)一、結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖二、荷載的分類及計(jì)算三、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月32022/7/25本節(jié)課需要解決的問(wèn)題:1、什么是結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2、荷載的分類3、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類學(xué)習(xí)探究第三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月42022/7/25第一章 靜力學(xué)的基本概念補(bǔ)充知識(shí) 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及分類第四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月52022/7/25一、知識(shí)回顧1、柔體約束反力方向沿著繩子背離物

2、體2、光滑接觸面約束公法線及反力畫法3、圓柱鉸鏈約束四選一4、鏈桿約束（鏈桿和二力桿的異同）5、支座11種表達(dá)及其反力畫法第五張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月62022/7/252 受力圖 畫受力圖的步驟 選研究對(duì)象，畫脫離體圖； 首先畫上主動(dòng)力； 明確研究對(duì)象所受周圍的約束，根據(jù)約束類型，然后再畫約束力； 檢查是否含有二力桿，如果有首先分析二力桿;必要時(shí)用二力平衡公理、三力平衡匯交定理確定某些約束力的指向。第六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月72022/7/25一、結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月82022/7/25結(jié)構(gòu)平面桿系結(jié)構(gòu)桿件的截面尺寸遠(yuǎn)小

3、長(zhǎng)度特點(diǎn)板殼結(jié)構(gòu)塊體結(jié)構(gòu)桿系結(jié)構(gòu)承受荷載起骨架作用的構(gòu)件或由其組成的整體概念分類一、結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖建筑結(jié)構(gòu)第八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月92022/7/25計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇的原則：1、盡可能符合實(shí)際計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要受力和變形性能2、盡可能簡(jiǎn)單計(jì)算簡(jiǎn)圖要便于計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：指對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，表現(xiàn)主要特點(diǎn)略去次要因素，用一個(gè)簡(jiǎn)化圖形來(lái)代替實(shí)際結(jié)構(gòu)，這簡(jiǎn)化圖形就稱為實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。一、結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第九張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月102022/7/25實(shí)際結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的過(guò)程計(jì)算簡(jiǎn)圖1結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化2桿件的簡(jiǎn)化3節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化4支座的簡(jiǎn)化5荷載的簡(jiǎn)化第十張，PPT共六

4、十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月112022/7/25結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化31空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)第十一張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月122022/7/25排架結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)第十二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月132022/7/25桿件的簡(jiǎn)化32以軸線（粗實(shí)線）表示立體平面粗線當(dāng)截面尺寸增大時(shí)，將引起較大誤差。如：超過(guò)長(zhǎng)度的1/4。第十三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月142022/7/25桿件的簡(jiǎn)化32以軸線（粗實(shí)線）表示柱基礎(chǔ)屋架實(shí)例1-屋架第十四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月152022/7/25桿件的簡(jiǎn)化32以軸線（粗實(shí)線）表示柱第十五張，PPT共六

5、十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月162022/7/25兩鉸剛架實(shí)例2剛架桿件的簡(jiǎn)化32以軸線（粗實(shí)線）表示第十六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月172022/7/25三鉸剛架實(shí)例3剛架桿件的簡(jiǎn)化32以軸線（粗實(shí)線）表示第十七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月182022/7/25節(jié)點(diǎn)桿件之間的連接桿件與基礎(chǔ)的連接支座桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化第十八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月192022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的類型： 鉸節(jié)點(diǎn) 剛節(jié)點(diǎn)第十九張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月202022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化鉸節(jié)點(diǎn)實(shí)例上圖的木屋

6、架通過(guò)預(yù)埋在柱子或墻內(nèi)的螺栓與柱或墻相連接，屋架與柱不能發(fā)生相對(duì)位移，但仍然有可能發(fā)生微小的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故常把這種節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸節(jié)點(diǎn)。第二十張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月212022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化鉸節(jié)點(diǎn)實(shí)例上圖的鋼筋混凝土屋架，其端部與柱頂都有事先預(yù)埋的鋼板，吊裝就位后，把鋼板焊在一起。屋架與柱不能發(fā)生相對(duì)位移，但仍然有可能發(fā)生微小的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故常把這種節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸節(jié)點(diǎn)。第二十一張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月222022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化剛節(jié)點(diǎn)實(shí)例上圖(a)所示為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架頂層節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造。因梁與柱在節(jié)點(diǎn)處，是用混凝土現(xiàn)澆成

7、整體，且配置適量鋼筋，故在節(jié)點(diǎn)處，梁與柱既不能相對(duì)移動(dòng)又不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)便把該節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為剛節(jié)點(diǎn)，如圖(b)所示。第二十二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月232022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33鉸節(jié)點(diǎn)不能相對(duì)移動(dòng)，可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)可以傳遞力，但不能傳遞彎矩節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化第二十三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月242022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化鉸節(jié)點(diǎn)連接的桿件受到荷載作用而產(chǎn)生變形時(shí)，鉸節(jié)點(diǎn)處各桿件的夾角會(huì)發(fā)生改變，約束反力用兩對(duì)互相垂直、等大反向的力表示。C第二十四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月252022/7/25剛節(jié)點(diǎn)不能相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)可以傳遞力和彎矩

8、桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化第二十五張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月262022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化剛節(jié)點(diǎn)連接的桿件受到荷載作用而產(chǎn)生變形時(shí)，剛節(jié)點(diǎn)處各桿件的夾角不會(huì)發(fā)生改變，約束反力用兩對(duì)互相垂直、等大反向的力加上兩對(duì)力偶矩表示。第二十六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月272022/7/25桿件間連接的簡(jiǎn)化33節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化不完全鉸節(jié)點(diǎn)部分剛節(jié)、部分鉸節(jié)的節(jié)點(diǎn)稱為半鉸或復(fù)合鉸節(jié)點(diǎn)。第二十七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月282022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34可動(dòng)絞支座可以轉(zhuǎn)動(dòng)和水平左右移動(dòng)，但不能豎向上下移動(dòng)。提供垂直于支撐面的豎向約束反力

9、支座的簡(jiǎn)化第二十八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月292022/7/25可動(dòng)鉸支座Fy第二十九張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月302022/7/25固定鉸支座可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能豎向移動(dòng)和水平移動(dòng)。提供豎向和水平約束反力。固定鉸支座第三十張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月312022/7/25固定端支座不能豎向移動(dòng)、水平移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。提供豎向、水平約束反力和約束力矩第三十一張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月322022/7/25預(yù)制鋼筋混凝土柱插入杯形基礎(chǔ)的兩種施工方法第三十二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月332022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)

10、化在杯口四周填入瀝青麻絲，柱端可發(fā)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則可簡(jiǎn)化為固定鉸支座。第三十三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月342022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)化當(dāng)杯口四周用細(xì)石混凝土填實(shí)、地基較好且基礎(chǔ)較大時(shí)，可簡(jiǎn)化為固定支座。第三十四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月352022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)化一根兩端支承在墻上的鋼筋混凝土梁，受到均布荷載的作用，對(duì)這樣一個(gè)最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，如果要嚴(yán)格按實(shí)際情況去計(jì)算，是很困難的。因?yàn)榱簝啥怂艿降姆戳ρ貕挼姆植记闆r十分復(fù)雜，反力無(wú)法確定。第三十五張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月362022/7/25結(jié)

11、構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)化如何選擇比較符合實(shí)際的計(jì)算簡(jiǎn)圖，先要分析梁的變形情況。因?yàn)榱褐С性诖u墻上，其兩端均不可能產(chǎn)生垂直向下的移動(dòng)，但在梁受壓時(shí)，彎曲變形導(dǎo)致兩端能夠產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)；整個(gè)梁不可能在水平方向移動(dòng)，但在溫度變化時(shí)，梁端能夠產(chǎn)生熱脹冷縮。第三十六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月372022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)化梁的支座作如下簡(jiǎn)化處理：通常在一端墻寬的中點(diǎn)設(shè)置固定鉸支座，在另一端墻寬的中點(diǎn)設(shè)置可動(dòng)鉸支座，用梁的軸線代替梁，就得到了簡(jiǎn)支梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖。q梁右端的可動(dòng)鉸支座體現(xiàn)了梁在溫度變化下的熱脹冷縮，左端的固定鉸支座體現(xiàn)了梁不能在水平方向移動(dòng)但卻可

12、以在梁受壓時(shí)由于彎曲變形導(dǎo)致梁兩端能夠產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)的事實(shí)。第三十七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月382022/7/25結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化34支座的簡(jiǎn)化這個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖反映了：梁的兩端不可能產(chǎn)生垂直向下移動(dòng)但可轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)；左端的固定鉸支座限制了梁在水平方向的整體移動(dòng)；右端的可動(dòng)鉸支座允許梁在水平方向的溫度變形。這樣的簡(jiǎn)化既反映了梁的實(shí)際工作性能及變形特點(diǎn)，又便于計(jì)算。這就是所謂的簡(jiǎn)支梁。q第三十八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月392022/7/25荷載的簡(jiǎn)化35體積力表面力自重等風(fēng)、雪荷載等簡(jiǎn)化為作用于軸線上的集中荷載或均布荷載荷載：作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的主動(dòng)力。如重力、風(fēng)壓力

13、、雪壓力等。作用面積不大：按集中荷載考慮；作用面積較大：按分布荷載考慮。第三十九張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月402022/7/25l結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖舉例第四十張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月412022/7/25二、荷載的分類及計(jì)算第四十一張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月422022/7/25荷載：指主動(dòng)作用于結(jié)構(gòu)上的外力.廣義荷載：其他使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的因素，如溫度變化、基礎(chǔ)沉陷、材料收縮等。二、荷載的分類及計(jì)算荷載可以根據(jù)不同的特征進(jìn)行分類第四十二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月432022/7/25依據(jù)荷載作用時(shí)間的久暫31恒載：長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)上的不

14、變荷載，如結(jié)構(gòu)的自重或土壓力。活載：在建筑物施工和使用期間可能存在的可變荷載，如樓面荷載、屋面荷載、雪載和風(fēng)載等。二、荷載的分類及計(jì)算第四十三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月442022/7/25依據(jù)荷載作用時(shí)間的久暫31結(jié)構(gòu)的自重計(jì)算公式二、荷載的分類及計(jì)算自重=重力密度（N/m3）體積（m3）磚的重力密度=19（KN/m3）水泥砂漿的重力密度=20（KN/m3）第四十四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月452022/7/25樓面活荷載樓面活荷載應(yīng)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，如教室規(guī)定為2.0 KN/m2 。第四十五張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月462022/7/2

15、5依據(jù)在結(jié)構(gòu)上的分布情況32集中荷載：當(dāng)荷載的作用范圍很小，此時(shí)可以認(rèn)為荷載全部集中作用在一點(diǎn)上，即稱之為集中荷載，如汽車輪壓。單位：N或KN。分布荷載：滿布在結(jié)構(gòu)某一表面上的荷載，又分為均布荷載和非均布荷載。如樓面荷載、雪載等。二、荷載的分類及計(jì)算第四十六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月472022/7/25依據(jù)在結(jié)構(gòu)上的分布情況32分布荷載：滿布在結(jié)構(gòu)某一表面上的荷載，又分為均布荷載和非均布荷載。如樓面荷載、雪載等。二、荷載的分類及計(jì)算分布荷載按照形態(tài)又分為以下3種：體分布荷載；面分布荷載；線分布荷載。第四十七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月482022/7/25吊車梁上的

16、荷載吊車梁牛腿吊車輪第四十八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月492022/7/25依據(jù)荷載的作用性質(zhì)33靜力荷載：數(shù)量、方向和位置不隨時(shí)間變化或 變化極為緩慢，不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著 的加速度。如自重和其他恒載。動(dòng)力荷載：隨時(shí)間迅速變化或在短暫時(shí)段內(nèi)突 然作用或消失的荷載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 顯著的加速度，要考慮慣性力的影 響，如沖擊荷載、地震力等。第四十九張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月502022/7/25三、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第五十張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月512022/7/25平面桿系按結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖分類受彎構(gòu)件其軸線通常為直線可以是單跨的或多跨的梁31第五十一張，PP

17、T共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月522022/7/25梁31第五十二張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月532022/7/25剛架32由直桿組成，各桿主要受彎曲變形。其節(jié)點(diǎn)通常為剛節(jié)點(diǎn)。第五十三張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月542022/7/25剛架32第五十四張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月552022/7/25拱33軸線為曲線,以壓縮變形為主。力學(xué)特點(diǎn)是在豎向荷載作用下有水平支座反力第五十五張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月562022/7/25桁架34由直桿組成，三角形單元。所有節(jié)點(diǎn)都為鉸節(jié)點(diǎn)第五十六張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月572022/7/25桁架34第五十七張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月582022/7/25組合結(jié)構(gòu) 35是桁架和梁或剛架組合一起形成的結(jié)構(gòu)第五十八張，PPT共六十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月592022/7/25思考：組