不同模型单位力作用下各杆件内力分全跨荷载作用和半跨荷载作用
杆件的内力分析与内力图
F M
y
0 0
C
F l a FS FA l F l a M FA x x l
由其右边分离体的平衡条件同样可得 a FA m F 0
F
y
FB B
FS F FB 0 F l a FS F FB l
A y FA
x
m
m M 切向应力的合力， C A 称为剪力 x m FS x FS m MC 0 M C m M F a x FB l x 0
1 1 FN1
60kN
2
A
30kN
B
x
FN2
2
C
60kN
解：1、计算杆件各段的轴力。 AB 段
X 0
BC 段
FN1 30 0
FN1=30kN
1 30kN
2
X 0
FN2 60 0
FN2= 60kN
+
FN图
2、绘制轴力图。
60kN
| FN |max=60 kN
第三节 扭转和扭矩图
x
Fab l
由剪力、弯矩图知： 在集中力作用点，弯 矩图发生转折，剪力 图发生突变，其突变 值等于集中力的大小， 从左向右作图，突变 方向沿集中力作用的 方向。
Fa l
x
M
三. 弯矩、剪力与分布荷载集度之间的关系及其应用
y O m m x q(x) n n dx F Me x M ( x) m FS(x) m n M(x)+dM(x) C n FS(x)+dFS(x)
1分钟me作功
W ' M e M e (2n 1) 2nMe
18m跨厂房普通钢屋架设计..
课程设计任务书课程名称：钢结构设计原理设计题目：某梯形钢屋架设计专业层次：土木工程（本科）班级：姓名：学号：指导老师：2 0 14年1 2 月目录1、设计资料 (1)1.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (2)1.3荷载标准值（水平投影面计） (2)2、支撑布置 (2)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (4)3、荷载计算 (5)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (10)5.5竖杆 (15)5.6其余各杆件的截面 (17)6、节点设计 (18)6.1下弦节点“C” (18)6.2上弦节点“B” (19)6.3屋脊节点“H” (20)6.4支座节点“A” (22)6.5下弦中央节点“H” (24)参考文献 (25)图纸 (25)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为18m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10i。
地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7:1度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
1.2、屋架形式及选材屋架跨度为18m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。
1.3、荷载标准值（水平投影面计）①静荷载：预应力混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1400N/m2二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2保温层 1000N/m2支撑自重 70N/m2②活荷载：屋面活荷载标准值： 700N/m2雪荷载标准值： 400N/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2.1、2.2、2.3所示199013502290259028903402613286431242530286431243391507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g hB C D F G H15007=10500× 图2.1 18米跨屋架几何尺寸A a +4.1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18-7.684-4.409-1.572+.713+5.808+2.792+.328-1.0-1.0-1.0-0.5+9.744+11.962+11.768c e g hB C D E F GH0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.2 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A a c e g g 'e 'c 'a '+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.570+1.848+3.960+1.222-1.039-1.20-1.525-1.776-2.43-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090B C D E F GH G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.3 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。
钢结构课程设计计算书
《钢结构设计》课程设计计算书一、题目普通钢屋架设计，并绘制屋架支撑、檩条布置图和屋架施工图二、工程概况某车间厂房总长度约为108m。
车间设有两台30吨中级工作制吊车。
车间无腐蚀性介质。
该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用三角形桁架式钢屋架（见图1），屋架下弦标高为9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C20。
屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5m~2.2m。
芬克式豪式图1 三角形桁架式钢屋架示意图三、设计资料按表1选取屋架形式、坡度、柱距、跨度和所在地区的雪荷载。
屋面恒荷载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)水平投影标准值为0.50kN/㎡。
屋面活荷载标准值为0.30kN/㎡。
不考虑积灰荷载、风荷载。
雪荷载（kN/㎡）见表1，不考虑全垮积雪不均匀分布情况。
荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,而采用其中较大者。
本设计中活荷载均小于雪荷载，故只需考虑恒载和雪荷载的组合。
这种组合分全跨雪荷载和半跨雪荷载两种情况，即内力组合为“恒+全”和“恒+半”两种组合值。
结构重要性系数为γ0=1.0。
屋架采用Q235B钢，焊条采用E43型。
四、设计内容与要求1.材料的选择：包括屋架所采用的钢材的品种，螺栓的种类及规格，焊条的型号等。
2.确定屋架的形式，计算屋架各杆的几何尺寸。
3.布置屋架及屋盖支撑，画出屋盖支撑、檩条布置图(1号图纸铅笔图一张)。
4.进行屋架结构设计，提出结构计算书一份。
5.绘制屋架施工图(1号图纸铅笔图一张)，其主要内容包括：屋架的正面图，上、下弦平面图，侧面图和设有垂直支撑、系杆处必要的剖面图，正面图中没表示清楚的零件详图、屋架简图、材料表等。
6.制图按中华人民共和国国家标准，《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2001)，《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)。
五、参考资料(1)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(3)《建筑结构静力计算手册》(4)《钢结构设计手册（上册）》六、计算书撰写规范之一1、设计资料某工程为跨度为21m的单跨双坡封闭式厂房，总长度为40m，采用三角形桁架式钢屋架即芬克式钢屋架，屋面坡度i=1:2.5，屋架间距为6.0m，车间设有两台30吨中级工作制吊车，屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm*400mm，混凝土强度等级为C20，无吊顶，屋架下弦标高为10m，屋面材料采用彩色压型钢板加保温层屋面，C型檩条，屋面恒荷载标准值为0.5KN/m2，屋面活荷载标准值为0.2 KN/m2，基本雪压为0.3 KN/m2，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨积雪不均匀分布情况。
钢结构课程设计实例1
1 工程概况(设计资料)1.1 结构形式1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。
2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。
3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。
4）该车间所属地区南京。
5）采用梯形钢屋架。
1.2屋架形式及选材屋架跨度为21m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用345钢，焊条为E50型。
1.3荷载标准值（水平投影面计）考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2②二毡三油防水层400N/m2③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2④支撑重量70N/m2考虑活载：屋面活荷载与雪荷载不能同时出现，由于本屋架地处南京地区，雪荷载为0.65N/m2小于活载，故取活载为700N/m22 支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度i=1/10；屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/7.4）。
屋架几何尺寸如图1所示：1拱50图1：24米跨屋架几何尺寸2.2 桁架支撑布置桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-23 荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载(南京地区为0.65kN/m2 <0.7kN/m2 ),故取屋面活荷载计算。
由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。
沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。
高层建筑试题及答案
第一章 概论（一）填空题1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。
3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，多塔楼结构。
4．8度、9度抗震烈度设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系，板柱—剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系。
6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。
7．《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m 的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。
9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
第二章 高层建筑结构设计基本原则(一)填空题1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造在未经处理的天然土层上的地基。
2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m ，且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。
3，为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁，将条形基础联系起来。
4．基础的埋置深度一般不宜小于0.5m ，且基础顶面应低于设计地面100mm 以上，以免基础外露。
5．在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。
6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m 。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书一、设计资料1、屋架形式为梯形钢屋架；2、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C25；3、车间柱网布置：长度 60m ；柱距 6m ；跨度 L=24m ；4、屋面材料为预应力大型面板（1.5*6m ，屋面板需保证与上弦3个点焊牢，故上弦平面外计 算长度为3米）5、钢材采用 Q235·BF 钢，焊条为 E43型，手工焊;二、屋架尺寸及尺寸的确定(1)根据车间长度、跨度及荷载情况，在屋架上下弦设置两道横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,中间各个屋架用系杆联系，支撑，屋架平面布置见下图1， 图1：（2）屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度0215024000215023700l l mm =-⨯=-⨯=。
屋架端部高度取：01515H mm =。
跨中高度：H151523700/20.127002lH i mm=+⋅=+⨯=。
屋架高跨比：270092370079Hl==。
屋架跨中起拱/50048,f l mm==取50 mm。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为1.5m，左半跨如图所示，左右对称，左端部间距150mm屋架几何尺寸如图2所示三、支撑布置根据车间长度、屋架跨度、荷载情况、屋架上弦设置横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,见图1。
四、荷载的计算屋面荷载标准值见表1表1 荷载标准值风荷载为吸力，不考虑。
各屋架满跨与半跨内力系数见附图2。
1、荷载计算屋面荷载汇总如表2 所示：荷载类型荷载名称荷载标准值永久荷载D 总计 2.86 kN/m2可变荷载雪荷载L 0.45 kN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：（1）组合一：全跨永久荷载＋全跨可变荷载。
根据荷载规范，具体有以下2 种情况21.2 1.4 1.22.86 1.40.45 4.062kN/mD L+=⨯+⨯=荷载类型荷载名称荷载标准值永久荷载预应力大型屋面板(水平) 2.61kN/m2屋架及支撑重量0.25kN/m2可变荷载坡屋面的屋面可变荷载（雪荷载）0.45kN/m221.35 1.40.7 1.35 2.86 1.40.70.45 2.302kN/m D L +⨯=⨯+⨯⨯= 所以组合一屋架上弦节点荷载为4.062 1.5636.558kN P qA ==⨯⨯=（2） 组合二：全跨屋架及支撑自重＋半跨屋面板重。
工程力学第5章 杆件的内力分析与内力图
62
习题 5.1 试求图示杆件各段的轴力，并画轴力图。 5.2 试画下列各杆的扭矩图。 5.3 图示传动轴，转速n=350r/min，轮2为主动轮， 输入功率P2=70kW，轮1，3，4均为从动轮，输出功率 分别为P1=P3=20 kW，P4=30 kW。 （1）试画轴的扭矩图； （2）若各轮位臵可以互换，试判断怎样布臵最合 理。 5.4 试用截面法求下列梁中1-1、2-2截面上的剪力和 弯矩。
4
4.弯曲（bending） 即在一对大小相等、转向相反、位于杆的纵向平面 内的力偶作用下，杆的两相邻横截面绕垂直于杆轴线的 直线产生相对转动，截面间的夹角发生改变，如图5.1 （e）所示。 工程实际中的杆件可能同时承受不同形式的外力， 变形情况可能比较复杂。但不论怎样复杂，其变形均是 由基本变形组成的。
13
5.2.2 轴力的正负符号约定 为了研究方便，工程上习惯约定：轴力方向以使杆 件微段拉伸为正；反之，使杆件微段压缩为负，图5.4所 示为FN的正方向。
14
5.2.3 轴力图 在多个外力作用时，由于杆件不同截面的轴力可能 不同，为了形象地表明各截面的轴力的变化情况，通常 将其绘成轴力图。表示轴力沿杆件轴线方向变化的图形， 称为轴力图（diagram ofnormalforce）。作法是：沿杆轴 线方向取横坐标，称为基线，表示截面位臵，以垂直于 杆轴线方向为纵坐标，其值代表对应截面的轴力值，绘 制各截面的轴力变化曲线。拉力、压力各绘在基线的一 侧，图中在拉力区标注，压力区标注，并标注各控 制截面处 FN及单位。
20
5.3.2 扭矩与扭矩图 扭矩是扭转变形杆的内力，它是杆横截面上的分布 内力向截面形心简化后的内力主矩沿过形心的法向分量， 用MT表示。
21
沿杆轴线方向取横坐标，表示截面位臵，其垂直杆 轴线方向的坐标代表相应截面的扭矩，正、负扭矩分别 画在基线两侧，并标注、号及控制截面处MT和单 位，如图5.7（d）所示。
工程力学工程力学杆件内力
详细描述
在机械工程中，各种机械设备都需要进行杆 件内力分析。通过分析杆件的内力分布，可 以优化机械设备的结构设计，提高设备的稳 定性和使用寿命，确保机械设备在运行过程
中的安全可靠。
06 结论
总结
01
杆件内力是工程力学中的重要概念， 它描述了杆件在受力作用下的内部应 力分布情况。通过分析杆件的内力， 可以评估杆件的承载能力和安全性能 ，为工程设计和施工提供重要的依据 。
02
在本篇论文中，我们介绍了工程力学 中杆件内力的基本概念、计算方法和 应用实例。首先介绍了杆件内力的定 义和分类，然后详细阐述了如何通过 截面法和平衡法计算杆件的内力。此 外，还结合实际工程案例，介绍了如 何运用杆件内力分析解决实际问题。
03
通过对杆件内力的研究和分析，我们 可以更好地理解杆件在受力作用下的 行为和性能，为工程实践提供更加科 学和可靠的依据。同时，随着科学技 术的发展和工程实践的深入，我们需 要不断探索新的方法和手段，以更加 精确和高效地分析杆件内力，推动工 程力学的发展和应用。
弯曲力是杆件内力的一种，当杆件受到外力作用导致发生弯曲变形时，杆件内部会产生弯曲力。弯曲 力的方向与外力的方向相反，大小与外力和杆件截面积有关。弯曲力会导致杆件的弯曲变形，对结构 的承载能力和稳定性有一定影响。
04 内力分析的方法
解析法
总结词
通过数学解析公式计算杆件内力。
详细描述
解析法基于弹性力学理论，通过数学公式推导杆件的内力分布，适用于简单结构 和理想化的模型。
05 工程实例
桥梁工程中的杆件内力分析
总结词
桥梁工程中，杆件内力分析是确保结构安全和稳定的关键环节。
详细描述
在桥梁工程中，杆件内力分析是必不可少的环节。通过分析桥梁各部分杆件的内力分布， 可以确定杆件的承载能力和安全储备，从而优化结构设计，提高桥梁的稳定性和安全性。
结构力学知识点考点归纳与总结
△11=
指基本结构在未知力 X1 单独作用下沿 X1 方向的位移
指基本结构在单位力 Xj=1 单独作用下沿 X1 方向的位移
3.计算图示两跨排架，作出弯矩图。
E＝C，I2＝5I，h1＝3m，h2＝10m，ME=20KN·m，
MH＝60KN·m，CD 杆、HG 杆的 EA=∞。
C
D
ME I1 E I2
2.1.4 多余约束和非多余约束 不能减少体系自由度的约束叫多余约束。 能够减少体系自由度的约束叫非多余约束。 注意：多余约束与非多余约束是相对的，多余约束一般不是唯一指定的。
2.3.1 二元体法则 约束对象：结点 C 与刚片 约束条件：不共线的两链杆； 瞬变体系
§2-4 构造分析方法与例题 1. 先从地基开始逐步组装
P/2
P/2
P/2
简化
（b）
反对称荷载
四（本大题 9 分）图示结构 B 支座下沉 4 mm，各杆 EI=2.0×105 kN·m2，用力法计算并 作 M 图。
4m 6m
FP
B △=4 mm
2 计算图示结构，并作 M 图。EI=常 数。
FP
l2 l l l l l2
图 5-7a
图 5-7b
2.4.7 复杂体系(3)
3. 三刚片由三铰两两相连,其中两瞬铰在无穷远处，若此两瞬铰在不同方向，则几何不 变。
图 5-10 几何不变 4. 三刚片由三瞬铰两两相连,若三瞬铰均在无穷远处,则体系几何可变。
例 9 图 5-11a 几何可变(瞬变) 无穷远处所有点均在一无穷远直线上 曲率 k = 1/R R —> ∞ k —> 0 直线
的转角位移 11x1 1p 0
原结构在B处的
第5章_杆件的内力分析和内力图 59页PPT文档
Fs
C
YA
Fs
MC
M P
RB
33
2. 剪力：Fs 构件受弯时，横截面上其作用线平行于截面的内力。
3.内力的正负规定: ①剪力Fs: 绕研究对象顺时针转为正剪力；反之为负。
Fs(+)
Fs(–) Fs(+)
Fs(–)
②弯矩M：使梁变成凹形的为正弯矩；使梁变成凸形的为负弯矩。
M(+)
M(+)
M(–)
M(–)
物理中的内力：构件内部质点间的相互作用力。 材料力学的内力：外力作用引起构件内部的附加相互作 用力。
内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的 基础。求内力的一般方法是截面法。
3
二、内力 ·截面法 1. 截面法的基本步骤：
例1： 截面法求内力 P
截开： 代替： 平衡：
P P
X 0
A
P
A
简图
mx 0 T m 0
m
m
T m
3 扭矩的符号规定：
x
m
T
“T”的转向与截面外法线方向满足右手螺旋法则。让
其它四指与T转向一致，右手拇指指向外法线为正。
21
4 扭矩图：表示沿杆件轴线各横截面上扭矩变化规律的图线。
目 ①扭矩变化规律； 的 ②|T|max值及其截面位置
强度计算（危险截面）。
27
二、梁的计算简图 梁的支承条件与载荷情况一般都比较复杂，为了便于
分析计算，应进行必要的简化，抽象出计算简图。 1. 构件本身的简化
通常取梁的轴线来代替梁。
2. 载荷简化 作用于梁上的载荷（包括支座反力）可简化为三种类型：
集中力、集中力偶和分布载荷。
钢结构设计任务书2013(GWJ)
钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书班级： 学号： 组别： 姓名： 一、题目某厂房总长度60m ，跨度根据不同的组别从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。
纵向柱距6m 。
1.结构形式:钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，梯形屋面坡度i=L/10（ L 为屋架跨度），三角形屋架坡度1:3。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。
2. 屋架形式及荷载:屋架跨度 m(根据分组按附表取)、形式 、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。
屋架采用的钢材、焊条为：1）Q235钢，焊条为E43型，无檩体系，梯形钢屋架，；2）Q345钢，焊条为E50型，有檩体系，梯形钢屋架；3）Q235钢，焊条为E43型，有檩体系，三角形屋架。
有檩体系的同学要求选择檩条型号及计算。
3.屋盖结构及荷载（1）无檩体系：采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷 载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以2/m kN 为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.72/m kN ，雪荷载的基本雪压标准 值为S 0=0.352/m kN ，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载 2/m kN (根据分组按附表取)。
③屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.42/m kN 水泥砂浆找平层 0.42/m kN 保温层 2/m kN (按附表取) 一毡二油隔气层 0.052/m kN 水泥砂浆找平层 0.32/m kN 预应力混凝土屋面板 1.452/m kN （2）有檩体系：采用冷弯薄壁型钢檩条，彩色夹芯板作屋面板。
荷 载：屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以2/m kN 为单位；基本风压为0.50 2/m kN ，雪荷载为0.3 2/m kN ；二、设计内容1．确定屋架形式及屋架几何尺寸；2．屋盖支撑体系布置设计；3．屋架设计计算：包括荷载及内力计算、杆件截面的设计、节点设计（设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点）；4．编写结构设计计算书一份；5．绘制屋架施工图一张〔1号或1号加长图〕。
桁架的内力计算
2 EI
( 0.5 L ) 2
(c)
Pcr3
2 EI
( L ) 2
7
杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷 载越高 。
2.3.2.1受压弦杆和单系腹杆的计算长度
1. 影响钢屋架杆端约束大小的因素：
1）杆件轴力性质 拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆 件弯曲，约束作用微不足道。 2）杆件线刚度大小 线刚度越大，约束作用越大，反之，约 束作用越小。 3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大， 较远的杆件作用小。 8
叉点不中断
N0 loy l (1 ) 2 N
2) 相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中 断但以节点板搭接。
loy l 1
2 N0
12N
15
3）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点 不中断。
3N 0 1 loy l (1 ) 0.5l 2 4N
4）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以 节点板搭接。
x y
l0 x x ix
ix 2i y
y
l0 y iy
有节间荷载时
21
受拉弦杆：
l0 y l0 x
支座斜腹杆及竖杆：
l0 y l0 x
x y
ix i y
22
其他腹杆：
l0 x 0.8l0 y
x y
ix 0.8i y
连接垂直支撑的竖杆：
t
板件厚度，
应力扩散角，取30°。
35
由试验研究，桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳 定： c t 15 235 f y 时， ⑴对有竖腹杆的节点板，当
可不计算稳定,否则应进行稳定计算。 在任何情况下
《机电一体化课程设计》任务书
《机电一体化课程设计》任务书第一篇：《机电一体化课程设计》任务书《机电一体化课程设计》任务书一、课程设计题目1.数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计（注：这里的二维运动指的是工作台在水平面内沿横轴和纵轴的运动）2.数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计 3．自拟题目二、设计要求1、能用键盘输入命令控制工作台的运动方向2、能实时显示当前运动位置3、具有越程指示报警及停止功能4、参照工具书，结合实际，自己设定系统定位精度，脉冲当量，空载启动时间，最大进给速度，各个方向的运动范围，切削用量等参数三、设计内容1、总体方案确定（1）总体方案设计（2）绘制总体方案图2、机械系统设计（1）执行元件参数及规格的确定；（2）传动机构的具体结构及参数设计；（3）执行机构的具体结构及参数设计。
（4）绘制进给传动系统示意图。
3、控制系统硬件电路设计（1）微机的选用、存储器的选用与扩展、译码电路设计、接口电路设计等（2）绘制控制系统原理框图4、传感器的选择（适用于半闭环控制方式和全闭环控制方式）四、课程设计报告书内容（不少于3000字，要求计算准确、文字通顺、书写工整。
要求图纸、图面布置合理、正确清晰。
）1．设计题目和要求2．系统总体方案框图及分析说明3．机械系统设计计算、各部件类型选择说明及进给传动系统的示意图与说明 4．控制系统工作原理框图与设计说明5．传感器的选择与设计说明（适用于半闭环控制方式和全闭环控制方式）6．课程设计总结与心得体会 7．参考资料五、主要参考书目机械原理、机械设计、电工电子技术、单片机原理与系统设计、机电一体化等相关书籍，如：[1] 尹志强等编著.机电一体化系统课程设计指导书.北京:机械工业出版社.2007.5 [2] 郑堤主编.机电一体化设计基础.北京:机械工业出版社.1997 [3] 曾励主编.机电一体化系统设计.北京:高等教育出版社，2004.4 [4] 张建民等编著.机电一体化系统设计（第二版）.北京:高等教育出版社.2001.8第二篇：《机电一体化系统设计》课程设计任务书2010级《机电一体化系统设计》课程设计任务书学院：班级：学号：指导教师：朱红萍二0一一年十二月目录一、课程设计目的二、设计题目及参数三、设计内容四、机电一体化系统设计五、心得体会六、参考文献一、课程设计目的机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。
结构力学笔记
第一章绪论1、不论设计任何结构都要经过正确的计算，才能达到安全、经济和合乎使用要求的目的。
2、活动铰支座、铰支座、固定支座和定向支座3、杆件结构的结点，通长可分为铰结点、刚结点、组合结点三种。
4、铰结点上的铰结端可以自由相对转动，因此，受荷载作用时：铰结点上个杆间夹角可以改变，与受荷前的夹角不同；各杆的铰结端不产生弯矩。
铰结点：被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，可以传递力，但不能传递力矩。
木屋架的结点比较接近与铰结点。
5、刚结点上各杆的刚结端不能相对转动，即认为刚结点是一个刚体，各杆均刚结与此刚体上，因此，受荷后：刚结点上各杆间的夹角不变，各杆的刚结端旋转同一个角度；各杆的刚结端一般产生弯矩。
刚结点：被链接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动，既可以传递力也可以传递力矩。
现浇混凝土结点通常属于这类情形。
6、若在同一个结点上，某些杆间相互刚结，而另一些杆间相互铰结，则称为组合结点或半铰结点。
7、铰结点上的铰称为完全铰或全铰。
组合结点上的铰则称为非完全铰或半铰。
8、实际结构情况复杂，往往不能考虑所有因素去做严格计算，而需去掉次要因素，以简化图式来代替，这种用以计算的简化图式，叫做结构的计算简图或计算模型。
9、确定计算简图的原则是：保证设计上需要的足够精度；使计算尽可能简单。
10、常见杆件结构类型梁（多跨静定梁、连续梁）、拱、桁架、钢架。
第二章平面体系的几何组成分析1、在不考虑材料应变的条件下，几何形状和位置都不能改变的体系称为几何不变体系。
在原来位置上可以运动，而发生微量位移后不能继续运动的体系，叫做瞬变体系。
可以发生非微量位移的体系称为常变体系。
常变体系和瞬变体系统称为可变体系，均不能作为建筑结构，只有几何不变体系才能用作建筑结构。
由于瞬变体系能产生很大的内力，所以不能用作建筑结构。
2、自由度：是体系运动时可以独立改变的几何参数的数目。
即确定体系位置所需的独立坐标的数目。
3、点的自由度：在平面内点的自由度等于2.4、刚片：几何不变的平面物体叫刚片。
第五章杆件的内力分析与内力图
2Me
3Me
4Me
3Me
(a)
22MMee
1 11
33MMee
2 22
44MMee 33 333MMe e
((aa)) A
1B
2
C
3
D
AA
11 BB
22
CC 33 DD
(((bbb)))
222MMMeee MMMTTT111
xxx
M T1 2M e
222MMMeee (((ccc)))
四、内力的分类： 轴向内力FN：通过横截面形心，且与横截面正交，简称轴力。 轴力使杆件产生轴向变形 剪力FSy 、 FSz ：与横截面相切的内力。 剪力使杆件产生剪切变形。 扭矩MT：力偶矩矢垂直于横截面，与杆轴重合。 扭矩使杆件产生扭转变形。
弯矩My、
Mz
：力偶矩矢与截面相切，与杆轴正交。 弯矩使杆件产生弯曲变形
§5-1 基本概念与基本方法
（3）扭转
M
M
M
g
j
M
➢荷载特征：一对大小相等、转向相反、位于垂直杆 轴线的两平面内（横截面）的力偶； ➢变形特征：杆件的任意两个横截面将绕杆轴线发 生相对转动，而杆的轴线仍保持直线。
（4）弯曲
§5-1 基本概念与基本方法
M
M
➢荷载特征：一对大小相等、转向相反、位于杆的纵 向平面内的力偶； ➢变形特征：杆的两相邻横截面绕垂直于杆轴线的 直线产生相对转动，截面间的夹角发生改变。
ΣFx 0
FNI=50kN （拉力）
ΣFx 0 FNII= -100kN
II II
（压力）
50kN
FNII
100kN ΣFx 0 FNII= -100kN （压力）
第五章 杆件的内力分析与内力图
方向的分量，称为内力分量。 坐标系的选择：杆件的轴线为X轴、以右手坐标系规
则确定Y、Z轴。 y
My
Fsy
FN
则截面上有六个内力分量： 主矢分量
FN、FSy、FSz
T、M y、M z
4
Fsz
T
Mz
x
主矩分量
z
FN 的作用线与杆件的轴线重合，有使杆件产生
轴向伸长或缩短的趋势，为轴力。
FSy、FSz 均相切于截面，有使杆件的相邻横截面产
M
M 轴线 弯矩大小=截面一侧所有外力对截面形心
之矩以及集中力偶矩的代数和。 与横截面垂直的分布内力系的合力偶矩。
18
4、弯曲内力的确定（截面法）：
a A m F B [例]已知：如图，F，a，l。
求：距A端 x 处截面上内力。
解：①求外力（支座反力）
m l
x FAX A FAY F B FBY
M2
Fs1
Fs 2 1.2 1.5 2.9 1.1(kN )
M 2 RB 1.5 1.2 1.5 0.75
Fs 2
2.9 1.5 1.2 1.5 0.75
3.0(kN m)
21
1. 确定支反力
F 0 F M 0
y A
Ay
FBy 2F
X
计算扭矩： AB段 BC段 Mn1设为正的 Mn2设为正的
M n 2 +mC 0
M n1 mA 76.4 Nm
M n2 114.6 Nm
13
14
三、弯曲（剪力和弯矩）方程及其内力图
1、静定梁的分类（三种基本形式）
简支梁
外伸梁
悬臂梁
第五章 杆的内力及内力图
x 1 ql 8 x
(c) M 1 ql2 9 ql2 16 128
取得极值。
d M ( x) 0 dx 3 x l 8 ( FQ1 ( x) 0) 3 9 M1( l) ql 2 8 128
CB段内 弯矩方程是x的一次函数，分别求出两个端点的弯 矩，并连成直线即可。
1 2 M C ql 16
CB段：
3 l FQ ( x) ql qx (0 x ) 8 2 3 1 2 l M ( x) qlx qx (0 x ) 8 2 2 1 l FQ ( x ) ql ( x l) 8 2 1 l M ( x) ql (l x) ( x l) 8 2
32
作图示梁的剪力图和弯矩图
1、求约束反力 ql FAy FBy 2 2、列剪力方程和弯矩方程 用截面法
单辉祖:工程力学
FS FAy qx
M FAy x qx x 2
ql (0 x l ) FS qx 2 ql q M x x 2 (0 x l ) 2 2
求m-m截面的剪力和弯矩 解：用截面法 假想地将梁切开，并任选一段为研究对象
FS－剪力 M－弯矩
画所选梁段的受力图，FS 与 M 宜均设为正
FS－剪力 M－弯矩
Fy 0 , FAy F1 FS 0
故 FS FAy F1 故 M FAybF1 ( ba )
n i 1
－二次抛物线
单辉祖:工程力学
20
三、刚架内力图 悬臂刚架
静 定 刚 架
简支刚架
A B
D C
三铰刚架
D
E
刚架--具有刚结点的由 直杆组成的结构。