建筑力学 第二章 计算简图 物体受力分析.ppt

第二章 结构计算简图  物体受力分析 §2-1 约束与约束反力 §2-2 结构类型与结构计算简图 §2-3 物体的受力分析和受力图 5．链杆约束 两端用光滑铰链与其他物体连接，不计自重且中间不受力作用的杆件——二力杆。 6.固定端支座（固定支座） 约束特点：使杆件既不能移动也不能发生转动。 约束反力——两个垂直的分力XA、YA、Ma 图： 7．定向支座 约束特点：允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制沿链杆方向的移动。 约束反力——一个沿链杆方向的力N和一个力偶m。 图： §2-2 结构类型与结构计算简图 一．建筑结构和建筑结构设计 建造建筑的用途——各种功能需要， 其中： ——抵抗外荷载、为用户提供一个安全、可靠的环境，是建筑物最重要的功能之一，也是房屋最基本的要求。 因此，承载能力分析，是建筑物设计中重要环节。 建筑物承载能力分析时，首先要对建筑物进行抽象，去掉其中繁杂的无关内容，只保留和承载能力有关的核心骨架 ——就像要看一个人站得稳只需看其骨架……而与他的服饰没有多大关系。 这种决定建筑物承载能力的核心骨架就称为——建筑结构，简称结构。 建筑物的主体设计： 建筑设计——建筑师承担； 结构设计——结构工程师完成，包括建筑物的承载力、刚度和稳定性。 ——但设计师作为建筑物的总体规划者应该对此过程有所了解， 否则——有可能出现你设计的建筑方案在结构上根本行不通的尴尬。 结构设计的对象是建筑结构，结构设计分为两大环节： 一是结构的力学分析，简称结构分析； 二是结构的构件和构造设计，简称结构设计。 结构分析的目的：获取建筑结构在各种使用荷载下的内力。 结构设计则是：根据结构分析的结果，对结构的各构件进行设计，并采取相应的构造措施以保证他们能够承受已知的内力。 因此建筑力学就是—— 解决结构分析过程中遇到的各种问题的一门学科。 二．结构计算简图 已知：建筑物承受外荷载的骨架称为建筑物的结构。 从力学角度，用以描述建筑结构的图，即为——结构计算简图. 结构计算简图是对建筑物力学本质的描述，是从力学的角度对建筑物的抽象和简化，包括三个环节： 1．建筑物所受荷载的抽象和简化； 2．约束的抽象和简化； 3．结构构件的抽象和简化。 确定结构计算简图是对结构进行力学分析的起点，因此，计算简图是否正确，关系到整个建筑物的成败——重要。 （一）建筑荷载的简化和分类 结构在建筑自重、用户重量、风力、雪压力等外力的作用下会产生内力和位移 ——我们把所有作用在结构上的外力称为荷载。 而——结构在荷载作用下产生的内力和位移称为结构在荷载作用下的反应。 具体地说，结构分析就是求在外因（荷载及其它原因）影响下的内部反应（内力和位移）。 荷载按分布形式分为：集中荷载、均布荷载和非均布荷载。 （二）约束的简化和约束力 以杆系结构为例，杆系结构中基本杆件是杆件，但独立的杆件是自由体，不能成为结构。 办法： 将众多的杆件通过杆件与杆件之间的约束—— 节点，以及杆件与地基之间的约束——支座， 联系成为一个—— 非自由的、可以抵御外荷载的杆系——结构。 因此：杆系结构的基本组成为—— 杆件、节点、支座 1．支座 ——固定支座、铰支座、滚轴支座和滑移支座。 固定支座： 铰支座——柱脚： 滑移支座——钢结构支座大样： 滚轴支座——某刚结构支座 常见支座的类型和性质 2．节点 ——刚结点、铰接点、组合节点 刚结点： 铰接点——忽略销钉的摩擦 组合节点——1-2截面角度不变 3．杆件的简化—— （三）结构受力分析图 实际建筑物抽象成结构计算简图后，问题就转化为——纯粹的力学问题. 已知：力学问题求解的第一步就是取分离体作受力分析图。 ——进行结构力学分析时关键的第一步！ 受力图画错了，必将导致整个分析工作的失败！ 例： 图示为一外伸简支梁的计算简图。试以杆件ABCD为对象做出受力图。 特殊情况：当未知数超过三个时： 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为G 的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。 如图所示，水平梁AB用斜杆支撑，A、C、D三处均为光滑铰链连接。匀质梁重G1，其上放一重为G2 的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电机）的受力图。 如图所示，梯子的两部分AB和AC在A点铰接，又在D、E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，但在AB的中点H处作用一铅直载荷F。试分别画出梯子的AB、AC部分以及整