第十一章构件图.ppt
第一节平面机构运动简图及自由度计算ppt课件
b）常见类型：凸轮机构中的滚子从动件及类似滑动摩擦改为滚 动摩擦处。
c)处理方法：自由度计算时应将局部自由度除去，可设想把滚 子与从动件固成一体。
d)自由度计算实例
d)实例：计算下列图示机构自由度。
3C 2 B 1
A
实例
a)概念：机构中与其他运动副所起的限制作用重复，对机构运动 不起新的限制作用的约束，称为虚约束。
学习提要
1.了解相关基本概念：机器、机构、构件、零件、机械、 平面机构、运动副、低副、高副、约束、平面机构运动简 图、平面机构示意图、自由度。 2.掌握平面机构运动简图的绘制。 3.掌握平面机构自由度计算。 4.掌握平面机构自由度计算时几种特殊情况的处理。
(1)复合铰链 （2）局部自由度 （3）虚约束
x
F=3n-2PL-PH
A O
式中：F-机构的自由度 n-机构中活动构件数目
PL-机构中低副的数目 PH-机构中高副的数目
y
低副和高副的约束各是多少？
移动副动画
转动副动画
5）例题：计算内燃机的自由度
F 8
A2
1
3
6
B
E
4
7D
C
5
内燃机运动简图
➢2.平面机构具有确定相对运动的
平面机构只有机构自由度大于零，才可能运动。 ♥ 平面机构具有确定相对运动的条件是：
撇开实际机构中与运动无关的因素，用简单的线条和符号表 示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的位置，表示机构各构 件间相对运动关系的图。
➢2.机构示意图
只是定性地表示机构的组成及运动原理，而不用严格按比例绘 制的简图，通常称为机构示意图。
机构运动简图
F 8
A2
天津大学 机械原理与机械设计 主编张策 第十一章 机械系统动力学 ppt课件
若忽略 Med 随等效构件角速度的变化，则
MedMer11TMer2 2
若Je、Me均为等效构件角位移的周期性函数，则在其变 化的公共周期内，Med与Mer作功相等，机械的动能增量 为零。
a a [M e( d) M e(r)d ] 1 2 J a a 2 1 2 J aa 2 0
经过Je与Me变化的一个公共周期，等效构件的角速度将 恢复到原来的数值。因此，在稳定运转阶段，等效构件
b)找到 Emax、Emin 及其所在位置后，即可求得 W n 。
Wn 的求解
飞轮设计
能量指示图
任取一点为起点，按一定的比例用矢量依次表示相应位置
处 Med 与 Mer 之间所包含的各块面积。盈功为正，箭头向上； 亏功为负，箭头向下。一个周期始末位置的动能相等，能量
指示图的首尾应在同一水平线上。显然，系统在 b 点动能最 小，而在 c 点动能最大；图中折线最高、最低点的距离 Amax 所代表的盈亏功即为 Wn 。
等效构件的等效质量(等效转动惯量)所具有的动能，应等 于机械系统的总动能；等效构件上的等效力(等效力矩)所 产生的功率，应等于机械系统的所有外力与外力矩所产生 的总功率。
等效力矩
等效转 动惯量
等效力
单自由度机械系 统的动力学分析
等效质量
定轴转动构件
直线移动构件
求出位移 S 或角位移 的变化规律，即可获得系统
外力与运动参数（位移、速度等）之间的函数关系式
一、拉格朗日方程
动能
势能
自由度
ddtqE i qEi U qi Fei (i 1 ,2 , ,N )
广义力
广义速度
广义坐标
多自由度机械系 统的动力学分析
ddtqE i qEi U qi Fei (i 1 ,2 , ,N )
工程力学第十一章 组合变形
土建工程中的混凝土或砖、石偏心受压柱，往往不 允许横截面上出现拉应力。这就是要求偏心压力只能作 用在横截面形心附近的截面核心内。
要使偏心压力作用下杆件横截面上不出现拉应力， 那么中性轴就不能与横截面相交，一般情况下充其量只能 与横截面的周边相切，而在截面的凹入部分则是与周边外 接。截面核心的边界正是利用中性轴与周边相切和外接时 偏心压力作用点的位置来确定的。
解：拉扭组合:
7kNm T
50kN FN
安全
例11-8 直径为d的实心圆轴，
·B
P 若m=Pd，指出危险点的位置， 并写出相当应力 。
x
m
解：偏拉与扭转组合
z
C P P 例11-9 图示折角CAB，ABC段直径
d=60mm，L=90mm，P=6kN，[σ]＝
BA
60MPa，试用第三强度理论校核轴 x AB的强度。
例11-6 图示圆轴.已知,F=8kN,Me=3kNm,［σ］=100MPa, 试用第三强度理论求轴的最小直径.
解：(1) 内力分析
4kNm M
3kNm T
(2)应力分析
例11-7 直径为d=0.1m的圆杆受力如图，T=7kNm，P=50kN， []=100MPa，试按第三强度理论校核此杆的强度。
至于发生弯曲与压缩组合变形的杆件，轴向压力 引起的附加弯矩与横向力产生的弯矩为同向，故只有 杆的弯曲刚度相当大（大刚度杆）且在线弹性范围内 工作时才可应用叠加原理。
A M
F FN
+ ql2/8
+
B
+
=
C 10kN
A 1.6m
1.6m
10kN
1.2m
例11-3 两根无缝钢管焊接 而成的折杆。钢管外径 D=140mm，壁厚t=10mm。求 危险截面上的最大拉应力和 B 最大压应力。
天正课件第11章三维建模ppt
在本书正文中，有路径曲面的详细绘制步骤。
三维效果
变截面体 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
使用“变截面体”命令可沿着路径曲线放样两个或三个截面，从 而创建三维造型。 选择“三维建模”>“造型对象”>“变截面体”菜单，启动“变截 面体”命令，选择路径曲线，然后选择第一个截面，并设置其对 齐点，再分别选择第二、第三个截面，并设置其对齐点，然后指 定第使用“线加厚”命令可将选中的二维对象沿Z轴方向进行拉伸， 生成三维网格面或实体。 选择“三维模型”>“编辑工具”>“线加厚”菜单，启动“线加厚” 命令，选择要进行拉伸的二维对象，然后设置拉伸的高度，即可 将其拉伸为三维网格面或实体，如下图所示。
三维网 格面
圆柱体
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
在本书正文中，有变截面体的详细绘制步骤。
三维效果
栏杆库 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
使用“栏杆库”命令可从栏杆单元库中调出栏杆单元，对其编辑 后可生成栏杆。 选择“三维建模”>“造型对象”>“栏杆库”菜单，打开“天正图库 管理系统”对话框，选择栏杆单元，再设置栏杆单元的尺寸，然后 指定放置栏杆的位置，即可完成栏杆单元的绘制，如下图所示。
使用“三维切割”命令可将三维模型切割为两部分，切割处自动 添加红色面。 选择“三维模型”>“编辑工具”>“三维切割”菜单，启动“三维 切割”命令，选择要剖切的三维对象，然后分别制定切割线的起 点和终点，即可完成三维切割操作，如下图所示。
深受弯构件
l z = (0.75 + 0.05 )(h0 − 0.5 x) h 式中 M d — 盖梁最大弯矩组合设计值； x — 截面受压区高度，按一般钢筋混凝土受弯构件计算； h0 — 截面有效高度。
图11-4 深受弯构件正截面承载力的计算图式
2.斜截面抗剪承载力计算 2.斜截面抗剪承载力计算 斜截面抗剪承载力计算公式
γ 0 Dd = γ 0 N d / sin θ γ 0Td = γ 0 N d / tan θ
h0 θ = tan a + lx
−1
图11-8 撑杆计算高度 a)盖梁立面示意图 b)盖梁侧面示意图 盖梁立面示意图 盖梁侧面示意图
2）抗弯承载力计算 混凝土撑杆的计算宽度可取盖梁截面宽度， 混凝土撑杆的计算宽度可取盖梁截面宽度，撑杆 的计算高度《公路桥规》规定按下式计算： 的计算高度《公路桥规》规定按下式计算：
α)
β)
χ)
拱顶
腹 拱
拉杆
图11-1 简支深梁的弯曲破坏 a)正截面弯曲破坏 b)斜截面弯曲破坏 c)拉杆拱受力图式
α) β)
图11-2 深梁的剪切破坏 a)斜压破坏 b)劈裂破坏
3.少筋破坏 3.少筋破坏 （二）剪切破坏 11.2深受弯构件的计算 11.2深受弯构件的计算 广泛应用于钢筋混凝土排架墩台在横桥向由钢筋混凝土 盖梁与柱组成的刚架，实际工程中，往往按简化图来计 盖梁与柱组成的刚架，实际工程中， 算钢筋混凝土盖梁。 算钢筋混凝土盖梁。当盖梁的线刚度与柱的线刚度之比 等于会小于5 可按刚构计算。 等于会小于5时，可按刚构计算。 《公路桥规》规定，当钢筋混凝土盖梁计算跨径与 公路桥规》规定， 盖梁高度之比>5, >5,按钢筋混凝土一般受弯构件进行 盖梁高度之比>5,按钢筋混凝土一般受弯构件进行 承载力计算。 承载力计算。
第十一章 混凝土结构
第十一章混凝土结构第一节混凝土结构材料一、混凝土结构概述（一）混凝土结构的一般概念普通混凝土是由一定比例的水泥、砂、石和水经拌和、浇注、振捣、养护，逐步凝固硬化形成的人工石材,简称“砼”。
(a) 素混凝土基础(b) 钢筋混凝土梁(c) 预应力混凝土空心板(d) 钢骨混凝土柱(e) 钢管混凝土柱图11-1 常见的混凝土结构形式图11-1 常见的混凝土结构形式受压区受拉区受压区受拉钢筋受拉区（混凝土裂缝）图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁受压钢筋图11-3 钢筋混凝土柱图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁图11-3 钢筋混凝土柱1.楼板（楼层板、屋面板）2.梁（主梁、次梁）3.柱4.墙5.基础上柱边梁下柱基础楼板主梁次梁（二）混凝土结构的组成图11-4 混凝土结构组成示意二、混凝土（一）混凝土的强度1.混凝土立方体抗压强度fcu与混凝土的强度等级我国《混凝土结构设计规范》（GB50010）规定，混凝土按其立方体抗压强度标准值fcu,k的大小划分为14个强度等级，分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。
2.混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc3.混凝土轴心抗拉强度ft（二）混凝土的变形表11-1 混凝土强度标准值（N/mm2）项次符号混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C801fc,k10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.552.52ft,k1.27 1.54 1.782.01 2.20 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.933.00 3.05 3.10三、钢筋（一）钢筋的种类AAD DDA-ADD钢绞线刻痕钢丝螺旋肋钢丝图11-5 钢绞线与钢丝图11-5 钢绞线与钢丝（二）钢筋与混凝土的共同工作1.钢筋与混凝土的粘结作用2.保证钢筋和混凝土间粘结的措施（1）基本锚固长度（2）钢筋的弯钩（3）钢筋的连接1）绑扎搭接连接2）机械连接接头3）焊接接头5d135°DD=4d(HRB335)5d(HRB400 RRB400)5dddd5dd(a) 末端带弯钩的机械锚固端（b) 末端双面贴焊钢筋的机械锚固端（c) 末端与方形钢板穿孔塞焊的机械锚固端图11-6 钢筋机械锚固的形式图11-6 钢筋机械锚固的形式(a) 手工弯标准钩(b) 机械弯标准钩≥2.5d6.25dd≥2.5dd图11-7 光面钢筋弯钩3d≥1.3l 1≥0.3l 1图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段l 1图11-7 光面钢筋弯钩图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段搭接处箍筋间距s≤5d且≤100mm图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置第二节钢筋混凝土结构基本构件及其受力特点一、钢筋混凝土受弯构件（一）受弯构件的定义和类型混凝土压坏混凝土压坏（a) 正截面破坏（b) 斜截面破坏PPPP图11-10 受弯构件的破坏形式受压区中和轴受拉区受拉钢筋受压区受拉区受拉钢筋中和轴受压钢筋中和轴受拉钢筋图11-11 梁和板的横截面（a)（b) （c)图11-11 梁和板的横截面（二）受弯构件的截面形式及尺寸（b) T形梁图11-12 梁的截面形式受拉钢筋（a) 单筋矩形梁中和轴受压区（c) 工字梁受拉钢筋中和轴受压区中和轴受拉钢筋受压钢筋受压区（d) 十字梁 受拉钢筋中和轴受压区受拉钢筋受压区中和轴中和轴受压区受拉钢筋（e) 花篮梁 （f) 倒T形梁图11-12 梁的截面形式1.梁的截面形式及尺寸2.板的截面形式及板的厚度受压区受拉钢筋受压区受压区受拉钢筋（a) 矩形板 （b) 空心板（c) 槽形板图11-13 板的截面形式受拉钢筋图11-13 板的截面形式3.梁、板的支承长度（三）受弯构件的钢筋1.梁中钢筋124343213421图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图箍筋架立钢筋弯起钢筋受力钢筋图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图（1）纵向受力钢筋≥30≥1.5d保护层厚度≥25≥d≥25≥d≥25≥d保护层厚度保护层厚度图11-15 受力钢筋的排列图11-15 受力钢筋的排列表11-5 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）环境类别板、墙、壳梁柱≤C20C25～C50≥C45≤C20C25～C45≥C50≤C20C25～C45≥C50一201515302525303030二a-2020-3030-3030 b-2520-3530-3530三-3025-4035-4035（2）弯起钢筋≥50≤s max≥50≤s max ≤s max≤s max图11-16 弯起钢筋的布置图11-16 弯起钢筋的布置（3）箍筋（a) 单肢箍筋 （b) 双肢箍筋 （d) 复合箍筋 （d) 开口式箍筋图11-17 箍筋的形式和肢数图11-17 箍筋的形式和肢数≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s maxs≤10d 图11-18 箍筋的布置图11-18 箍筋的布置（4）架立钢筋（5）梁侧构造钢筋≤200≤200≤200≤200h w ≥450拉筋或纵向构造钢筋图11-19 腰筋和拉筋图11-19 腰筋和拉筋2.板中的钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋图11-20 板的配筋图11-20 板的配筋（2）板的分布钢筋（1）板的受力钢筋二、钢筋混凝土受压构件图11-21 受压构件的分类（c) 双向偏心受压（b) 单向偏心受压（a) 轴心受压图11-21 受压构件的分类（一）受压的概念（二）受压构件的截面形式及尺寸（三）材料强度要求（四）柱中钢筋1.纵筋箍筋复合箍筋350350b <400350拉筋b <400h<600b <400600<h<1000600<h<10001000<h<1500复合箍筋2.箍筋不应采用内折角不应采用内折角图11-23 复杂截面的箍筋形式图11-23 复杂截面箍筋形式三、钢筋混凝土受扭构件（一）受扭的概念（二）受扭构件的钢筋PPHHMPM柱边梁楼面梁图11-24 受扭构件示例（a) 吊车梁（b) 框架边梁图11-24 受扭构件示例135°45°10d图11-25 受扭构件的配筋图11-25 受扭构件的配筋四、预应力混凝土构件概述（一）预应力混凝土的基本概念N NPPPPNN（b) 荷载作用（a) 预应力作用 （c) 预应力与荷载共同作用图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况预应力混凝土结构的优点:1.自重轻，节约工程材料2.改善结构的耐久性3.提高结构的抗疲劳性能4.增强结构或构件的抗剪能力（二）预应力的施加方法1.先张法横梁固定端台座伸长张拉临时固定钢筋压缩压缩图11-27 先张法主要工序示意图图11-27 先张法主要工序示意图2.后张法锚固钢筋伸长混凝土压缩灌浆孔灌浆孔图11-28 后张法主要工序示意图图11-28 后张法主要工序示意图第三节钢筋混凝土梁板结构一、概述（一）钢筋混凝土楼盖的类型（二）现浇楼盖的类型图11-29 肋梁楼盖图11-30 无梁楼盖板次梁主梁柱板主梁柱密肋板梁梁图11-31 井字楼盖图11-32 密肋楼盖二、整体式单向板肋梁楼盖的构造（一）结构平面布置及梁、板截面尺寸（二）板的配筋构造1.受力钢筋的布置方式l/7l/10l/6al/5l/10l/7l/6a a l/6l/5≥120≥≥120≥hl b l b ll/10l/7l/6a al/6l/6a l/5（a)（b)l/6l/6l a图11-33 连续板的配（a) 一端弯起（b) 两端弯起al /6al /5l /10aal /6l /5l /7aaaal /5l /7aaaa≥120≥lblbllbla a l /6l /6a l /5（c) 分离式l /6l /6l /5l a图11-33 连续板的配筋方式（b) 两端弯起2.构造钢筋（1）与梁垂直的上部构造钢筋次梁主梁每米长度中不少于5根直径8mm的钢筋板的受力筋图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋l 0/4l 0/4图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋（2）嵌入砌体墙内板的上部构造钢筋（3）分布钢筋≥≥ln/4ln/7aa≥l n/7a a aa分布筋?6@25l n次梁主梁受力筋双向?8@200图11-35 单向板中的构造钢筋≥?8@2≥1/3跨中受力筋图11-35 单向板中的构造钢筋（三）次梁的配筋构造架立筋兼负筋≥20d5050≥A s /4≥A s /2≥A s /2≥A s /4h1/5l +20d1/3l1/5l +20d 2h 1/3l20d20dl n1l n2图11-36 次梁的钢筋布置l a h 鸭筋1212图11-36 次梁的配筋布置（四）主梁的配筋构造(a) 附加箍筋附加箍筋传递集中荷载的位置图11-37 附加横向钢筋附加吊筋传递集中荷载的位置h 1b s20d20d50(b) 附加吊筋h 150图11-37 附加横向钢筋三、整体式双向板肋梁楼盖的构造四、楼梯（一）现浇楼梯的类型和组成（二）现浇楼梯的构造1.板式楼梯（a) 弯起式配筋（b) 分离式配筋l n /6l n /4l n /6l n /4l nl 1/4l 1每步一根分布筋图11-38 板式楼梯的配筋l a楼梯平台2.梁式楼梯l nl n /4l n /4分布筋受力筋受力筋(每步不少于2?6）分布筋(不少于?6@250）cb图11-39 踏步板的配筋图11-39 踏步板的配筋l al a s图11-40 斜梁的配筋图11-40 斜梁的配筋五、雨篷hbl6060l a雨篷梁雨篷板受力筋分布筋图11-41 雨篷的配筋图11-41 雨篷的配筋第四节钢筋混凝土框架结构一、多层框架结构的类型与布置（一）框架结构的类型（二）框架结构的布置（a) 横向承重框架（c) 双向承重框架图11-42 承重框架布置方案（b) 纵向承重框架（d) 双向承重框架图11-42承重框架布置方案二、无抗震设防要求框架构造（一）梁柱截面的选择1.截面形状2.初选截面尺寸（二）节点的构造要求。
11建筑力学与结构(第3版)第十一章砌体结构
蒸压灰砂砖是以石英砂和石灰为主要原料,加入其他 掺合料后压制成型,蒸压养护而成。使用这类砖时受 到环境的限制。
4.蒸压粉煤灰砖
蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺加适 量石膏和集料,经坯料制备、压制成型,高压蒸汽养 护而成的实心砖。
5.混凝土小型空心砌块
砌块是指用普通混凝土或轻混凝土及硅酸盐材料制 作的实心和空心块材。
2.混合砂浆
在水泥砂浆掺入适量的塑性掺合料,如石灰膏、黏土 膏等而制成的砂浆叫混合砂浆。混合砂浆具有保水 性和流动性较好、强度较高、便于施工且质量容易 保证等特点,是砌体结构中常用的砂浆。
3.非水泥砂浆
非水泥砂浆是指不含水泥的砂浆,如石灰砂浆、石膏 砂浆等。非水泥砂浆具有强度不高、耐久性较差等 特点,适用于受力不大或简易建筑、临时性建筑的砌 体中。
(4)应考虑施工队伍的技术条件和设备情况,而且应方 便施工。
(5)应考虑建筑物的使用性质和所处的环境因素。
2.《砌体规范》对块体和砂浆的选择的规定
5层及5层以上房屋的墙以及受振动或层高大于6 m 的墙、柱所用的块体和砂浆最低强度等级:砖为 MU10、砌块为MU7.5、石材为MU30、砂浆为M5。 地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙,所用 材料的最低强度等级应符合要求。
砌体轴心受压从加荷开始直到破坏,大致经历以下三 个阶段:
(1)当砌体加载达极限荷载的50%~70%时,单块砖内产 生细小裂缝。
(2)当加载达极限荷载的80%~90%时,砖内有些裂缝连 通起来,沿竖向贯通若干皮砖。
(3)当压力接近极限荷载时,砌体中裂缝迅速扩展和贯 通,将砌体分成若干个小柱体,砌体最终因被压碎或 丧失稳定而破坏。
(二)砌块砌体
砌块砌体可用于定型设计的民用房屋及工业厂房的 墙体。由于砌块重量较大,砌筑时必须采用吊装机具, 因此在确定砌块规格尺寸时,应考虑起吊能力,并应 尽量减少砌块类型。砌块砌体具有自重轻、保温隔 热性能好、施工进度快、经济效果好的特点。目前, 国内使用的砌块高度一般为180~600 mm。
土木工程制图教学课件第11章
31
二、建筑平面图的图示内容与实例
图11-3为二层平 面图。 该层平面
图除画出房屋二 层范围的投影内 容外，还应画出 一层。
平面图无法表达 的雨篷、阳台、 窗楣等内容。对 一层平面图上已 经表达清楚的台 阶、散水等内容 就不必画出。
图11-3
32
二、建筑平面图的图示内容与实例
右图为三层 平面图。三 层以上的平 面图则只需 画出本层的 投影内容及 下一层的窗 楣、雨篷等 下一层无法 表达的内容。
4
二、 图示内容与实例
1.小区环境 表明设计中的合理用地和生活环境状况等内容。本例表达该小 区新建住宅21幢，有连排别墅2栋，独立别墅16栋，高层公寓2 栋，还有一栋为幼儿园。小区主入口在西南角，设有门卫和物 业管理办公室。与主入口相对的是一片绿化带和喷水池，北面 是体育运动区，有一标准游泳池和网球场等健身设备。小区道 路两侧及各建筑前后都布置了大小乔木和灌木，北面的小山丘 上还有面积为30000m2的植物公园。
41
二、建筑立面图的图示内容与实例
3.线型 立面图的最外轮廓线用粗实线绘制，突出墙面的雨篷、
阳台、柱子、窗台、窗楣、台阶等投影线用中粗线绘制，地 坪线用加粗线（粗度相当于标准粗度的1.4倍）画出。其余如 门、窗、及墙面分格线、落水管、以及材料符号引出线、说 明引出线等用细实线画出。
4.尺寸标注 （1）水平方向 立面图水平方向一般不标注尺寸，但如果 需要则可标注。如⑧～①立面图中车库屋檐上四个可见检查 孔的水平位置尺寸250、1000、1000、1000。另外应标出定 位轴线及编号。
第11章 深受弯构件
a)正截面弯曲破坏
b)斜截面弯曲破坏 图11-1 简支深梁的弯曲破坏
c)拉杆拱受力图式
§11-1深受弯构件
（2）剪切破坏 ( 较高) 1) 斜压破坏
2) 劈裂破坏
（a）斜压破坏
（b）劈裂破坏
（3）局部受压和锚固破坏
§11-1深受弯构件
二、短梁的受力性能
（1）弯曲破坏 适筋梁破坏 少筋梁破坏 超筋梁破坏 （2）剪切破坏 斜压破坏 （m＜1） 剪压破坏 （m＝1～2.5） 斜拉破坏 （m>2.5） （3）局部受压和锚固破坏
第11章 深受弯构件
深受弯构件
基本概念和应用
浅梁(普通受弯构件)
P
P h
l / h ＞5 l / h≤5
l 深受弯构件
l / h≤2
（简支梁）
l / h ≤ 2.5 （连续梁） 2 ＜l / h ≤ 5 （简支梁） 2.5 ＜l / h ≤ 5（连续梁）
深梁
深受弯构件
短梁
深受弯构件
基本概念和应用
图11-8 撑杆计算高度 a)盖梁立面示意图 b)盖梁侧面示意图
0Td fsd As
（11-10）
3.抗剪承载力计算
可按一般钢筋混凝土受弯构件计算。
§11-2 深受弯构件的计算
图11-3 柱式墩台示意图 a)正面图 b)侧面图
§11-2 深受弯构件的计算
一、深受弯构件（短梁）的计算
1. 深受弯构件的正截面抗弯承载力计算
fsd As C
0Md Mu fsd As z
l z (0.75 0.05 )( h0 0.5 x) h
深受弯构件
基本概念和应用
深受弯构件
第11章 构件图
端口类型
图11-5 端口通用表示
图11-6 端口简洁表示
• 如图11-7所示,构件CD和另一个构件Show通过端口连接。
• 两个构件连接时，它们的端口必须匹配，即一个构件的供 给接口与另一个构件的需求接口的规格说明必须一致。
Show
CD
图11-7 通过端口连接构件
11.1.3 构件
• 从构件组成上看，每个构件定义了两组接口（一组供给接 口，一组需求接口），构件为供给接口提供了功能实现部 分，即构件本身已经实现了供给接口声明的功能。
cablei a:A
pci
pci
b:B
图11-9 展示构件的内部结构
11.1.4 构件类型
构件的分类有两种方法： • 一种是按照构件在系统中的角色分； • 一种是按照构件本身的性质分。
1．按照构件在系统中的角色分
按照构件在系统中承担的角色，可以将构件分为三种类 型，即配置构件、工作产品构件和执行构件。
Book和CD类与Borrow接口的关系如图11-3、图11-4所示。
《interface》 Borrow
borrow() return()
...
实现关系
Borrow 实现关系
Book
CD
图11-3 实现接口
Book
CD
图11-4 实现接口
11.1.2 端口表示法
• 端口是对一组接口的封装，即，把一组相关的供给接口和 需求接口封装为一个整体。
• 图11-1用构造型《Interface》表示接口Borrow。
• 图11-2用图标表示接口Borrow。
《interface》
Borrow
borrow() return()
第十一章 平面机构运动简图及其自由度
11.3 平面机构的自由度及具有确定运动的条件 MACHINE
一般在高副接触处，若有滚子存在，则滚子绕自身轴线
转动的自由度属于局部自由度，采用滚子结构的目的在于 将高副间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，以减轻摩擦和磨损。
3、虚约束 对机构的运动不起独立限制作用的约束称为虚约束。如图a
所示为机车车轮联动机构，图b为其机构运动简图。
11.3 平面机构的自由度及具有确定运动的条件 MACHINE
• 2、局部自由度 不影响机构中其它构件相对运 动的自由度称为局部自由度。 如右图所示 。 在计算机构的自由度时，局部 自由度不应计入。
如图所示的凸轮机构中，自由度计算为：
n=2、PL=2(PL≠ 3)、 PH=1，则 F=3n－2PL－PH=3×2－2×2－1=1。
去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个
自由度。
11.3 平面机构的自由度及具有确定运动的条件 MACHINE
1. 平面机构自由度计算公式 在机构中，若共有K个构件，除去机架外，其活动构件数 为n=K-1。显然，这些活动构件在未组成运动副之前，其 自由度总数为3n，当它们用PL个低副和PH个高副联接组 成机构后，因为每个低副引入两个约束，每个高副引入 一个约束，所以，总共引入(2PL+PH)个约束。故整个机 构的自由度应为活动构件的自由度总数与全部运动副引 入的约束总数之差，用F 表示，即 F=3n-2PL-PH (1-1) 由上式可知：机构自由度F取决于活动构件的件数与运动 副的性质（高副或低副）和个数。
MACHINE
• ⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副， 移动副及其简图符号表示如下图所示。
移动副
移动副的表示方法
11.1 平面机构的组成
第11章 深受弯构件
墩柱 墩柱
（EI / l） （EI / l） 5 ，可按刚构计算。 盖梁 / 柱
lc l min 1.15ln (lc 盖梁支承中心距 ) (ln 盖梁的净跨径 )
地面线 桩
一、 深受弯构件（短梁）的计算
1）深受弯构件的正截面抗弯承 As z
10 k 9
A k A1
对工字形或箱形（A1为腹板面积）：
11.1 深受弯构件的破坏形态
一、深梁的破坏形态
1）弯曲破坏 • 正截面弯曲破坏——直裂缝发展产生临界裂缝，与之相交 的纵向钢筋先屈服，最后梁顶砼被压碎而破坏. 发生场合：纵向钢筋配筋率较低 • 斜截面弯曲破坏——斜裂缝的产生使之成为拉杆拱受力体 系，破坏时受拉钢筋先屈服，“拱顶”砼后压碎. 发生场合：纵向钢筋配筋率稍高
h h x h x 2 RA 1.083 0.219 (1.647 0.837 )( ) (0.481 0.374 )( ) lo lo lo lo lo
11.2 深受弯构件的计算
盖梁
（EI / l） （EI / l） 5 ，盖梁可按简支梁或连续梁计算； 盖梁 / 柱
三、 深受弯构件（梁）的配筋及构造要求
纵向受拉钢筋 钢筋的种类 布钢筋 水平分布钢筋及竖向分 向钢筋 附加水平钢筋、附加竖 拉筋 1.下部纵向钢筋的锚固 • 下部纵向钢筋应全部伸入支座且应可靠地锚固，不得在跨 间弯起或截断. • 纵向受拉钢筋应在锚固区内设水平弯钩，弯钩末直线段长 度不小于10d. • 连续深梁的下部纵向受拉钢筋直贯通全跨，当必须截断时， 应伸过中间支座的中心线. 2.下部纵向受拉钢筋布置 • 纵向受拉钢筋应均匀布置在下边缘以上0.2h的高度范围.
图11-A1 中支点截面上正应力的分布规律
机械基础_第十一章
两构件之间通过面接触
两构件组成运动副后只 能在平面内作相对转动
运动副
低副 高副
两构件之间通过点或线接触
转动副 移动副
两构件组成运动副后 只能作直线往复运动
11.1.2 运动副的类型
1．低副
两构件之间通过面接触形成的运
动副称为低副，如图11-3所示。根据
利用式（11-1）可以求解一般平面机构的自由度，但若机构中存在以下三类 特殊情况，应进行相应处理后，才能利用公式求解。
1．复合铰链
图11-12所示的平面机构中共 有5个活动构件，6个转动副，若 根据式（11-1）计算该机构的自由
度为 F 35 - 26 3。但在实
际情况中，若已知原动件1的运动
11.3.2 平面机构自由度的计算
机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。设一
个平面机构包括机架在内共有N个构件，其中有PL个低副，PH个高副。则活动构 件的数目为n N-1 ，这些构件在未组成运动副之前的自由度总数为3n；当组成运
动副后，共计引入2PL PH个约束，则机构减少2PL PH个自由度。该机构的自由 度F的计算公式为
2 确定各构件间运动副的类型和数目 曲轴1与汽缸体4、连杆2与曲轴1之间均发生 相对转动，构成2个转动副；活塞3既与连杆之 间发生相对转动，又与汽缸体之间发生相对直 线运动，构成1个转动副和1个移动副。
3
（a）示意图
（b）机构运动简图
1—曲轴；2—连杆；
4
3—活塞；4—汽缸体
图11-10 汽车曲柄连杆机构
11.2.3 平面机构运动简图的绘制步骤
例11-1 绘制如图11-10（a）所示的汽车曲柄连杆机构的平面机构运动简图。
第十一章-结构施工图(08版)
39
第十一章 结构施工图
第二节 钢筋混凝土结构图
40
第十一章 结构施工图
第二节 钢筋混凝土结构图
二、结构平面图（包括：基础平面图、楼层结构平面布置 图、屋面结构平面布置图）
（一） 楼层结构平面布置图 1 图示方法及作用 （1）图示方法 a 假想的水平剖面图 b 数量一般与楼层对应 c 线型要求 d 对称画法 e 楼梯间或电梯间用交叉对角线表示 （2）作用：主要为制作梁、板等构件用，其次作为制作圈梁和局部现
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第十一章 结构施工图
第二节 钢筋混凝土结构图
钢筋混凝土梁受力示意图
11
第十一章 结构施工图
第二节 钢筋混凝土结构图
(一)混凝土强度等级和钢筋强度等级 混凝土按其抗压强度的不同分为不同的强度等级，用字母C表示。
如：C35、C30等。 钢筋按其强度和品种分为不同的强度等级，并分别用不同的直径
向右（JM近面；YM远面）
29
第十一章 结构施工图
第二节 钢筋混凝土结构图
续表 钢筋的画法
序号
3 4
说明
若在断面图中不能表达清楚的钢筋布 置，应在断面图外增加钢筋大样图 （如钢筋混凝土墙、楼梯等）
图中所表示的箍筋、环筋等若布置复 杂时，可加画钢筋大样及说明
图例
每组相同的钢筋、箍筋或环筋，可用
5
一根粗实线表示，同时用一两端带斜 短划线的横穿细线，表示其余钢筋及
混凝土构件：把混凝土灌入到定形模板，经振捣密实和养护凝固后 形成坚硬如石的称为～。？？？
钢筋混凝土：配有钢筋的混凝土称为～。
钢筋混凝土构件：用混凝土和钢筋两种材料构成整体的构件称为～。
钢筋混凝土受压构件承载力
1.3 纵筋的作用
● 螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋A's 面积的 25%
● 螺旋箍筋的间距s不应大于dcor/5，且不大于80mm，同 时为方便施工，s也不应小于40mm。
【例11.3】某商住楼底层门厅采用现浇钢筋混凝土柱，承受轴向压 力设计值4800kN ，计算长度l0=5m ，混凝土强度等级为C30，纵筋 采用HRB400级，箍筋采用HPB335级。建筑要求柱截面为圆形，直径 为 d=450mm。要求进行柱的受压承载力计算。 解：先按普通箍筋柱计算。
产生受压破坏的条件有两种情况：
⑴当相对偏心距e0/h0较小。
As
⑵或虽然相对偏心距e0/h0较大， 太
问题 为什么砼轴心受压构件要配钢筋？
◆稳定系数
● 计算长度l0
2EI
Ncrl2 ,
l0 l
● 与的关系
普通箍矩形截面柱
b
l0b ib
l0 12l0 与l0的关系
hb3
b
b
12bh
矩形截面柱
l0 b
8短柱 1.0 8长柱 1.0
非矩形截面 l0 12 l0
i
b
12 8 27.713 28 短柱 1.0
1 受压构件一般构造要求
1.1 材料强度要求
混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般 应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的 混凝土强度等级常用C25~C40，在高层建筑中，C50~C60级 混凝土也经常使用。 钢筋：通常采用Ⅱ级和Ⅲ级钢筋，不宜过高。
刘鸿文版材料力学课件全套
e
Mel EI
M e 2l 2EI
M 2l 2EI
横力弯曲：V
l
M 2 (x) dx 2E I ( x)
13-3 变形能的普遍表达式
F3
1
F2
F1
2 3
V
W
1 2
F11
1 2
F2 2
1 2
F3 3
即：线弹性体的变形能等于每一外力与其相应位移乘积的二分之一的 总和。
M (x)
M (x)
N ( x)
目录
疲劳极限
将若干根尺寸、材质相同的标准试样，在疲劳试验机上依次进行r = -1 的常幅疲劳试验。各试样加载应力幅 均不同，因此疲劳破坏所经历 的应力循环次数N 各不相同。
以 为纵坐标，以N 为横坐标（通常为对数坐标），便可绘出该材料的应 力—寿命曲线即S-N 曲线如图（以40Cr钢为例）
注：由于在r =-1时，max = /2，故S-N 曲线纵坐标也可以采用max 。
M e L2 2EI
A
( A ) F
( A ) Me
FL2 2EI
MeL EI
V
W
1 2
FwA
1 2
M
e
A
F 2 L3 6EI
MeF2 2EI
M
2 e
L
2EI
§13-4 互等定理
F1
F2
1
2
F1
11
21
F2
12
22
ij
荷载作用点
•位移发生点
F1
11
21
F2
12
22
先作用 F1，后作用 F2，外力所作的功：
1F 2
Fl EA
工程力学第十一章
§11-1 弯曲的概念和实例 §11-2 受弯杆件的简化 §11-3 剪力和弯矩 §11-4 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 §11-5 剪力、弯矩和载荷集度间的关系
11-1 弯曲的概念和实例
一. 关于弯曲的概念
梁的概念——以弯曲为主要变形的杆件称为梁。
1.受力特点： 杆件在包含其轴线的纵向平面内，承受垂直于轴线的 横向外力或外力偶作用。
若梁上某点作用一向 下（上）的集中力，则在 F 剪力图上该点的极左侧截 面到极右侧截面发生向下 （上）的突变，剪力突变 的大小等于该集中力的大 小。
例 11-5
作以下简支梁的剪力和弯矩图。
解：约束力
M FA FB l1 l2
FA 剪力FQ FB FA x1 弯矩FQ FB x2
化成集中力。（真正的集中力在工程中是不存在的）
dx 3．集中力矩 M――往往是梁上安装附属构件所引起的。
三. 静定梁的基本形式
悬臂梁
简支梁
外伸梁
11-3 剪力和弯矩
一.概念
仍采用截面法确定梁上某截面的内力分量 例 11-1 确定悬臂梁m-m处的内力
m A l1 m F
l
B
MA FAx
FAy
F 0 F 0 F F 0 F F F 0 M ( F ) 0 M Fl 0 M
FQ ( x) FQ 常数 FQ 0 FQ 0 FQ 0
M ( x)
dM ( x ) FQ ( x) dx
FQ 2 FQ1 q( x)dx
2 1
2 M 2 M1 1 FQ ( x)dx
讨论: 下面的剪 力弯矩图错在 什么地方？（时 间3分钟）