1、学习探究12022-8-10建筑力学第一章第五节结构的计算简图及分类合肥铁路工程学校 机电教研室学习探究22022-8-10结构的计算简图及分类温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领学习探究32022-8-10学习探究学习探究42022-8-10第五节第五节 结构的计算简图及分类结构的计算简图及分类学习探究52022-8-10一、知识回顾一、知识回顾1、柔体约束反力方向沿着绳子背离物体2、光滑接触面约束公法线及反力画法3、圆柱铰链约束四选一4、链杆约束（链杆和二力杆的异同）5、支座11种表达及其反力画法学习探究62022-8-10画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才除
2、重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处接触处必有力，力的方向由约束类型而定必有力，力的方向由约束类型而定。1、不要漏画力、不要漏画力学习探究72022-8-10学习探究82022-8-10结构结构平面杆系结构平面杆系结构杆件的截面尺杆件的截面尺寸远小长度寸远小长度特点特点板壳结构板壳结构块体结构块体结构杆系结构杆系结构承受荷载起骨架作用的承受荷载起骨架作用的构件或由其组成的整体构件或由其组成的整体概念概念分类分类一、结构的计算简图学习探究
3、92022-8-10计算简图选择的原则计算简图选择的原则：1、尽可能符合实际计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能2、尽可能简单计算简图要便于计算计算简图计算简图：指对实际结构进行简化，表现主要特点略去次要因素，用一个简化图形来代替实际结构，这简化图形就称为实际结构的计算简图。一、结构的计算简图学习探究102022-8-10实际结构简化的过程实际结构简化的过程计算简图计算简图1结构体系的简化2杆件的简化3节点的简化4支座的简化5荷载的简化学习探究112022-8-10结构体系的简化结构体系的简化3 3 1 1空间结构空间结构平面结构平面结构框架结构框架结构学习探究122022-8-10排
4、架结构排架结构空间结构空间结构平面结构平面结构学习探究132022-8-10杆件的简化杆件的简化3 3 2 2以轴线（粗实线）表示以轴线（粗实线）表示立体平面粗线当截面尺寸增大时，将引起较大误差。当截面尺寸增大时，将引起较大误差。如：超过长度的如：超过长度的1/41/4。学习探究142022-8-10杆件的简化杆件的简化3 3 2 2以轴线（粗实线）表示以轴线（粗实线）表示柱基础屋架实例1-屋架学习探究152022-8-10杆件的简化杆件的简化3 3 2 2以轴线（粗实线）表示以轴线（粗实线）表示柱学习探究162022-8-10两铰刚架两铰刚架实例2刚架杆件的简化杆件的简化3 3 2 2以轴线
5、（粗实线）表示以轴线（粗实线）表示学习探究172022-8-10三铰刚架三铰刚架实例3刚架杆件的简化杆件的简化3 3 2 2以轴线（粗实线）表示以轴线（粗实线）表示学习探究182022-8-10结点结点杆件之间的连接杆件之间的连接杆件与基础的连接杆件与基础的连接支座支座杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化学习探究192022-8-10杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化节点的类型：节点的类型：铰结点铰结点 刚结点刚结点学习探究202022-8-10杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3铰结点铰结点不能相对移动，可以相对转动不能
6、相对移动，可以相对转动可以传递力，但不能传递弯矩可以传递力，但不能传递弯矩结点的简化结点的简化学习探究212022-8-10杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化铰节点连接的杆件受到荷载作用而产生变形时，铰节点处各杆件的夹角会发生改变，约束反力用两对互相垂直、等大反向的力表示。C学习探究222022-8-10刚结点刚结点不能相对移动和转动不能相对移动和转动可以传递力和弯矩可以传递力和弯矩杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化学习探究232022-8-10杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化刚节点连接的杆件受到
7、荷载作用而产生变形时，刚节点处各杆件的夹角不会发生改变，约束反力用两对互相垂直、等大反向的力加上两对力偶矩表示。学习探究242022-8-10杆件间连接的简化杆件间连接的简化3 3 3 3结点的简化结点的简化不完全铰节点部分刚节、部分铰节的节点称为半铰或复合铰节点。学习探究252022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 41.1.可动绞支座可动绞支座可以转动和水平左右移动，但不能竖向上下移动。可以转动和水平左右移动，但不能竖向上下移动。提供垂直于支撑面的竖向约束反力提供垂直于支撑面的竖向约束反力支座的简化支座的简化yF学习探究262022-8-10可动铰支座Fy学
8、习探究272022-8-102.2.固定铰支座固定铰支座可以转动，但不能竖向移动和水平移动。可以转动，但不能竖向移动和水平移动。提供竖向和水平约束反力。提供竖向和水平约束反力。固定铰支座固定铰支座yFxF学习探究282022-8-103.3.固定端支座固定端支座不能竖向移动、水平移动和转动。不能竖向移动、水平移动和转动。提供竖向、水平约束反力和约束力矩提供竖向、水平约束反力和约束力矩yFxFM学习探究292022-8-10预制钢筋混凝土柱插入杯形基础的两种施工方法学习探究302022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的简化支座的简化在杯口四周填入沥青麻丝，
9、柱端可发生微小转动，则可简化为固定铰支座。学习探究312022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的简化支座的简化当杯口四周用细石混凝土填实、地基较好且基础较大时，可简化为固定支座。学习探究322022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的简化支座的简化一根两端支承在墙上的钢筋混凝土梁，受到均布荷载的作用，对这样一个最简单的结构，如果要严格按实际情况去计算，是很困难的。因为梁两端所受到的反力沿墙宽的分布情况十分复杂，反力无法确定。学习探究332022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的
10、简化支座的简化如何选择比较符合实际的计算简图，先要分析梁的变形情况。因为梁支承在砖墙上，其两端均不可能产生垂直向下的移动，但在梁受压时，弯曲变形导致两端能够产生微小转动；整个梁不可能在水平方向移动，但在温度变化时，梁端能够产生热胀冷缩。学习探究342022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的简化支座的简化梁的支座作如下处理：通常在一端墙宽的中点设置固定铰支座，在另一端墙宽的中点设置可动铰支座，用梁的轴线代替梁，就得到了简支梁的计算简图。q学习探究352022-8-10结构与基础间连接的简化结构与基础间连接的简化3 3 4 4支座的简化支座的简化这个计算简图
11、反映了：梁的两端不可能产生垂直向下移动但可转动的特点；左端的固定铰支座限制了梁在水平方向的整体移动；右端的可动铰支座允许梁在水平方向的温度变形。这样的简化既反映了梁的实际工作性能及变形特点，又便于计算。这就是所谓的简支梁。q学习探究362022-8-10荷载的简化荷载的简化3 3 5 5体积力体积力表面力表面力自重等自重等风、雪荷载等风、雪荷载等简化为作用于轴线上的集中荷载或均布荷载简化为作用于轴线上的集中荷载或均布荷载荷载：作用在结构或构件上的主动力。如重力、风压力、雪压力等。作用面积不大：按集中荷载考虑；作用面积较大：按分布荷载考虑。学习探究372022-8-10l结构的计算简图举例学习探
12、究382022-8-10学习探究392022-8-10二、荷载的分类及计算荷载可以根据不同的特征进行分类荷载可以根据不同的特征进行分类学习探究402022-8-10依据荷载作用时间的久暂依据荷载作用时间的久暂3 3 1 1恒载：恒载：长期作用在结构上的不变荷载长期作用在结构上的不变荷载，如结构的，如结构的自重或土压力。自重或土压力。活载：活载：在建筑物施工和使用期间可能存在的可变在建筑物施工和使用期间可能存在的可变荷载荷载，如楼面荷载、屋面荷载、雪载和风载等。，如楼面荷载、屋面荷载、雪载和风载等。二、荷载的分类及计算学习探究412022-8-10依据荷载作用时间的久暂依据荷载作用时间的久暂3
13、3 1 1结构的自重计算公式结构的自重计算公式二、荷载的分类及计算自重=重力密度（N/m3）体积（m3）学习探究422022-8-10楼面活荷载楼面活荷载应依据楼面活荷载应依据建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范进行设进行设计，如教室规定为计，如教室规定为2.0 KN/m2。学习探究432022-8-10依据在结构上的分布情况依据在结构上的分布情况3 3 2 2集中荷载：集中荷载：当荷载的作用范围很小，此时可以认当荷载的作用范围很小，此时可以认为荷载全部集中作用在一点上，即称之为集中荷为荷载全部集中作用在一点上，即称之为集中荷载载，如汽车轮压。单位：，如汽车轮压。单位：N或或KN。分布荷载：分布荷
14、载：满布在结构某一表面上的荷载满布在结构某一表面上的荷载，又分，又分为均布荷载和非均布荷载。如楼面荷载、雪载等。为均布荷载和非均布荷载。如楼面荷载、雪载等。二、荷载的分类及计算学习探究442022-8-10依据在结构上的分布情况依据在结构上的分布情况3 3 2 2分布荷载：分布荷载：满布在结构某一表面上的荷载满布在结构某一表面上的荷载，又分，又分为均布荷载和非均布荷载。如楼面荷载、雪载等。为均布荷载和非均布荷载。如楼面荷载、雪载等。二、荷载的分类及计算分布荷载按照形态又分为以下分布荷载按照形态又分为以下3 3种：种：体分布荷载；体分布荷载；面分布荷载；面分布荷载；线分布荷载。线分布荷载。学习探
15、究452022-8-10吊车梁上的荷载吊车梁吊车梁牛腿牛腿吊车轮吊车轮学习探究462022-8-10依据荷载的作用性质依据荷载的作用性质3 3 3 3静力荷载：数量、方向和位置不随时间变化或静力荷载：数量、方向和位置不随时间变化或 变化极为缓慢，不使结构产生显著变化极为缓慢，不使结构产生显著 的加速度。如自重和其他恒载。的加速度。如自重和其他恒载。动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时段内突动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时段内突 然作用或消失的荷载，使结构产生然作用或消失的荷载，使结构产生 显著的加速度，要考虑惯性力的影显著的加速度，要考虑惯性力的影 响，如冲击荷载、地震力等。响，如冲击荷载、地
16、震力等。学习探究472022-8-10学习探究482022-8-10平面杆系按结构的计算简图分类平面杆系按结构的计算简图分类受弯构件受弯构件其轴线通常为直线其轴线通常为直线可以是单跨的或多跨的可以是单跨的或多跨的梁梁3 3 1 1学习探究492022-8-10梁梁3 3 1 1学习探究502022-8-10刚架刚架3 3 2 2由直杆组成，各杆主要受弯曲变形。由直杆组成，各杆主要受弯曲变形。其结点通常为刚结点。其结点通常为刚结点。学习探究512022-8-10刚架刚架3 3 2 2学习探究522022-8-10拱拱3 3 3 3轴线为曲线轴线为曲线,以压缩变形为主。以压缩变形为主。力学特点是在
17、竖向荷载作用下有水平支座反力力学特点是在竖向荷载作用下有水平支座反力学习探究532022-8-10桁架桁架3 3 4 4由直杆组成，三角形单元。由直杆组成，三角形单元。所有结点都为铰结点所有结点都为铰结点学习探究542022-8-10桁架桁架3 3 4 4学习探究552022-8-10组合结构组合结构 3 3 5 5是桁架和梁或刚架组合一起形成的结构是桁架和梁或刚架组合一起形成的结构学习探究562022-8-10阅读：阅读：课本图1-22组合式吊车梁结构简图的形成依据学习探究572022-8-10例：一钢筋混凝土屋架1、杆件的简化：用其轴线表示2、结点的简化：只反映桁架主要承受轴力这一特点，各杆之间的联结均假定为铰结点，虽然与实际情况不符，但可使计算大为简化，计算结果在工程上是可接受的。若将各杆联结处视为刚结，则可得到较精确的计算简图，但计算复杂得多。3、支座的简化：一端简化成固定铰支座，另一端简化成活动铰支座4、荷载的简化：计算简图一（铰结）计算简图二（刚结）
