结构计算讲座1.ppt

讲座内容 八大必须要解决的问题 连接件的计算与分析 门窗的设计与计算 幕墙的计算与分析(立柱、横梁、玻璃、胶缝、焊缝) 八大必须要解决的问题 支座的分类与形式 梁的种类与形式 梁荷载的分类 简力与弯距的符号约定 平面图形的几何特征 线弹性模型简介 梁的内力分析公式 四大强度理论 八大必须要解决的问题 第一大问题： 支座的分类与形式 常见约束： 简支： 某点保持不动，支反力作用于不动点上，其大小和方向都未知。 常见约束： 活动简支： 某点在某一方向上保持不动，支反力方向已知，大小未知。 常见约束： 固支： ? 某点不动，其邻域也不能绕该点转动，约束力是一个未知的力矢量和一个未知的力矩矢量。 2 . 杆件结构的计算简图 2 . 杆件结构的计算简图 2 . 杆件结构的计算简图 八大必须要解决的问题 第二大问题： 梁的种类与形式 八大必须要解决的问题 第三大问题： 梁荷载的分类 八大必须要解决的问题 第四大问题： 简力与弯距的符号约定 八大必须要解决的问题 第五大问题： 平面图形的几何特征 平面图形的几何性质 静矩和形心 静矩 形心 组合截面 惯性矩和惯性积 惯性矩： 主惯性矩 坐标变换： 常见截面： 矩形 圆形 圆筒形 平行移轴定理 惯性半径 八大必须要解决的问题 第六大问题： 线弹性模型简介 ?线弹性模型 最简单的弹性模型是线性弹性。 线弹性介质 纯拉伸（压缩） 软钢：E=2.09??105MPa，?=0.28 铝合金：E=0.71??105MPa，?=0.33 纯剪切 八大必须要解决的问题 第七大问题： 梁的内力分析公式 八大必须要解决的问题 第八大问题： 四大强度理论 第一类强度理论 以脆断作为破坏的标志 第一强度理论——最大拉应力理论 破坏条件： 第二类强度理论 以材料出现屈服现象或发生显著的塑性变形作为破坏的标志。 第三强度理论——最大切应力理论 屈服破坏条件： 联接件体系的强度实用计算 Practical Calculation of Strength for Connection System 1. 概述 2 .剪切的实用计算 3 .挤压的实用计算 两个或多个构件相连 —— 1. 用 钉子、铆钉等联结 2. 焊接 3. 其它 我们只研究 3种联接件——螺栓、销钉、铆钉 联接件体系（联接件、被联接构件）的受力特点： 力在一条轴线上传递中有所偏离（与拉压情况不同） 问题：1. 力传递的偏离引起什么新的力学现象？ 2. 如何计算联接件、被联接构件的强度？ 基于螺栓的受力分析，容易预测出螺栓可能的失效形式 （1）在截面mn, pq处被剪断 （2）受挤压部分的半圆被“挤扁” （近似半椭圆） 照片中的螺栓产生了塑性变形，验证了情况 (2) 为保证设计的安全, 必须对联接件、被联接构件 进行强度计算： 联接件 —— 切应力，挤压应力 被联接构件—— 挤压应力 切应力、挤压应力的分布函数很复杂，需用有限元等 数值方法计算（如挤压应力属于接触问题） 为了方便工程，提出实用计算 —— 假定应力均匀分布，得到名义应力；本质算平均应力 剪切实用计算的步骤 1、 算出剪力（根据静力平衡） 2 、计算名义切应力（或平均切应力） 3 、强度校核 如何确定许用切应力 1. 静力平衡得到 剪力 V = P 2. 螺栓截面 mn 上平均切应力或名义切应力 外载集度 p=2MPa, 角钢厚 t=12mm, 长 L=150mm, 宽b=60mm，螺栓直径 d=15mm. 求螺栓名义切应力 和螺栓与角钢间的名义挤压应力（忽略角钢与工字 钢之间的摩擦力） 解： （1）角钢承受的总载荷 （3）螺栓所受的名义切应力 （5）螺栓与角钢间的名义挤压应力 幕墙结构设计的一般原则 幕墙结构设计方法 结构的受力要求 幕墙计算中用到的基本知识 四种力学简化模型 计算模型选用原则 四