建筑力学 第三章习题课与作业.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑力学,第三章 建筑结构的类型和结构计算简图,了解常见建筑结构类型，,掌握结构计算简图绘制,和,结构受力分析,。,本章回顾,建筑结构和结构计算简图,建筑荷载的分类与计算,约束的简化和约束力,结构受力分析图,什么是结构计算简图,?,结构计算简图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，这一抽象和简化过程包括三个环节：,建筑物所受,荷载,的抽象和简化；,约束,的抽象和简化；,结构,构件,的简化和抽象。,结构的简化必须符合结构的实际情况，不是随意的简化。,建筑荷载的分类（一）,按照建筑荷载的性质分为：永久荷载、可变荷载、偶然荷载,永久荷载,(,恒载,),长期作用在结构上的不变的荷载。如屋面板、屋架、楼板、墙体、梁、柱等建筑物各部分的自重。,可变荷载,结构上可变动的荷载。如楼面活荷载（如民用建筑楼面活荷载是指民用建筑在使用期间，由人群、物件、家具、设备等产生的荷载）、吊车荷载、风荷载、雪荷载、积灰荷载等。,可变荷载的确定相对比较复杂，有较大的随机性。为了简化设计流程，,荷载规范,给出了各类建筑活荷载标准值。,偶然荷载,一般指爆炸力、撞击力等比较意外的荷载。,建筑荷载的分类（二）,按照建筑荷载的分布方式分为：,集中荷载、均布荷载、非均布荷载,把次梁传到主梁的荷载作为集中力处理,建筑荷载的分类（二）,楼板的荷载,直接传到框架梁上，这时框架梁承受均布荷载。,建筑荷载的分类（二）,水坝压力,非均布荷载,建筑荷载的计算,当建筑物给定后，其尺寸和各种建筑材料的用量就已经确定了，所以，只要根据,材料用量和材料密度,，就容易计算出作用在该结构上的,永久荷载,。,同时，根据建筑物的,使用环境和情况,，依据,规范,还可以计算出建筑物上的,可变荷载、偶然荷载,。,建筑结构荷载规范,GB 50009-2001,约束的简化和约束力,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束,节点,；杆件和地基之间的约束,支座,；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系,结构,。,杆件、支座、节点,杆件和地基之间的约束,杆件和杆件之间的约束,杆系结构,支座的简化汇总,反力数目,反力性质,位移性质,计算简图,支座名称,1,可有竖向反力,水平反力为,0,约束力矩为,0,竖向位移为,0,可有水平位移,可有角,/,转动位移,辊轴支座,2,可有竖向反力,可有水平反力,约束力矩为,0,竖向位移为,0,水平位移为,0,可有角,/,转动位移,铰支座,2,竖向反力为,0,可有水平反力,可有约束力矩,可有竖向位移,水平位移为,0,角,/,转动位移为,0,滑移支座,3,可有竖向反力,可有水平反力,可有约束力矩,竖向位移为,0,水平位移为0,角,/,转动位移为,0,固定支座,3.2.3,约束的简化和约束力,杆件、支座、节点,杆件和地基之间的约束,杆件和杆件之间的约束,杆系结构,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束,节点,；杆件和地基之间的约束,支座,；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系,结构,。,约束的简化和约束力,节点,结构中，把各个杆件,连接,在一起的,区域,称为,节点,。,根据实际构造和受力特点，节点分为：,刚结点、铰结点、组合结点,1,2,3,3.2.3,约束的简化和约束力,杆件、支座、节点,杆件和地基之间的约束,杆件和杆件之间的约束,杆系结构,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束,节点,；杆件和地基之间的约束,支座,；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系,结构,。,杆件的简化,主要研究对象是平面杆系结构：,梁、拱、刚架、桁架,结构受力分析图,实际建筑物抽象成结构计算简图后，问题就转变成了一个纯粹的力学问题。,结构的受力分析图，实际上是以结构某特定部分为对象的示力图,结构受力分析图,受力分析解题的基本要求,结构整体分析,取隔离体,，确定研究对象，建立坐标系,进行受力分析,：外力，约束反力,分析平衡条件，选择合适的平衡方程求解未知力,结果表述，须说明力的三要素：大小，方向，作用点,例题与作业解答,解：,1,、取梁,AB,为研究对象。,2,、受力分析如图，其中,Q,=,q,.,AB,=1003=300N,；作用在,AB,的中点,C,。,B,A,D,Q,N,Ay,N,Ax,N,D,C,M,y,x,B,A,D,1m,q,2m,M,例：,梁,AB,上受到一个均布载荷和一个力偶作用，已知载荷集度,q,=100N/m,，力偶矩大小,M=500,N,m,。长度,AB,=3m,，,DB,=1m,。求活动铰支,D,和固定铰支,A,的反力。,3,、列平衡方程：,4,、联立求解：,N,D,=475 N,N,Ax,=0,N,Ay,=-175 N,B,A,D,Q,N,Ay,N,Ax,N,D,C,M,y,x,例,求图示结构的支座反力。,解：,取,AB,杆为研究对象画,受力图。,由,F,X,=0,：,由F,y,=0,：,由,M,A,=0,：,一个研究对象最多有三个平衡条件，因此研究对象上最多只能有三个未知力。,注意到,BC,杆有三个未知力，而,AB,杆未知力超过三个，所以应先取,BC,杆为计算对象，然后再取,AB,杆为计算对象。,例 求图示结构的支座反力。,解：,由,F,X,=0,：,由,F,y,=0,：,由,M,B,=0,：,BC,杆：,由,F,X,=0,：,由,Fy,=0,：,由,M,A,=0,：,AB,杆：,注意作用与反作用关系，,所以：,3-4,作图示结构杆件,AB,的示力图。,(a),解：受力分析，作示力图,建立坐标系，列平衡方程,F,VD,A,B,F,P,l,l/2,A,B,FP,D,F,VA,F,HA,说明受力方向,F,P,l/2,l/2,A,B,F,P,A,B,F,VB,F,VA,F,HA,M,A,（,b,）解：受力分析,3-5,作图示结构,ABCD,的示力图。,(a),解：受力分析，作示力图,F,P,l/2,l/2,A,B,D,C,l,F,P,A,B,D,C,F,P,l/2,l/2,A,B,D,C,l,F,VA,F,HA,F,VA,F,HA,M,A,F,VD,F,P,A,B,D,C,F,VD,M,D,说明受力方向,（,b,）解：,受力分析,3-6,求支座,A,的反力,(a),解：首先进行取隔离体，受力分析,建立坐标系，列平衡方程,2m,3m,A,B,10kN5kNm,A,B,10kN,5kNm,F,VA,F,HA,F,VB,说明受力方向,3-6,求支座,A,的反力,(b),解：首先进行取隔离体，受力分析,建立坐标系，列平衡方程,F,VA,F,HA,F,VB,2m,3m,A,B,10kN,2m,A,B,10kN,说明：,解题时需要注意规范性，列方程时,应写清楚具体是对整体或某一局部（或一点）,进行的受力分析，而且须有必要的文字说明。,应该注意所求力实际方向与原假设,方向的关系。,绘制梁,AB,和,BC,的受力分析图，并求支座,A,和,C,的约束反力。,解：该结构体系由两个结构构件组成,整体受力分析，需分别受力分析求解,对,BC,建立隔离体，受力分析,由,M,C,=0,：,由,F,x,=0,：,由,F,y,=0,：,说明力的作用方向！,取,AB,为隔离体，建立坐标系,做示力图,作用力反作用力原理,平衡方程求解,M,A,由,F,x,=0,：,由,F,y,=0,：,由,M,A,=0,：,