2018年最新结构静力学计算手册图文
(施工手册第四版)第二章常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表
2 常用结构计算2—1 荷载与结构静力计算表2—1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类:（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等.（2)可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S—-荷载效应组合的设计值；R—-结构构件抗力的设计值。
对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合（2—2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK-—按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci--可变荷载Q i的组合值系数；n—-参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2—3)（3）基本组合的荷载分项系数1)永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合,应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1。
35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1。
0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。
2)可变荷载的分项系数一般情况下应取1。
4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
静定结构内力计算.ppt
【例3－5】截面法求扭矩 （1）AB段：Mn1=MA （2）BC段：Mn2=MA-MB （3）CD段：
（左）Mn3=MA-MB+MC 或（右） Mn3=MD
3.4 平面弯曲内力 3.4.1 梁的平面弯曲 3.4.1.1梁的变形和平面弯曲 弯曲变形：
外力垂直于杆的轴线， 直杆的轴线变为曲线 挠曲线：弯曲变形后的轴线。 横向力：垂直于杆轴线的外力
2、受力分析——画受力图（未知力按正方向假设）
3、平衡方程：X = 0 FND - F - F =0
FND =2F
3.2 轴向拉伸（压缩）时的内力 3.2.1 轴向拉伸（压缩）的概念
1、工程实例
2、特点：
A B
受力特点：直杆、外力作用线与杆的轴线相重合。
变形特点：沿杆轴线方向的伸长或缩短
（也叫纵向伸长或缩短） 简化以后的受力图是：
【例3－3】结点G、D、F
【例3－4】求指定杆件25、34、35内力 25杆：∑M3＝0； 34杆：∑M5＝0； 35杆：∑M1＝0：FN35移到5点，分解
【图3－14】联合桁架——联合应用结点法和截面法
3.3 剪切与扭转的内力 3.3.1 剪切的概念
剪切变形：
一对力大小相等、方向相反、
作用线垂直于杆轴线且距离很近
1
2
1
2
3.2.3 轴力图
表示沿杆长各截面轴力变化规律的图形
• 坐标系：以平行杆轴线坐标x，表示截面的位置
• 轴力的大小：以垂直 于杆轴的坐标FN
•
表示相应截面上轴力
• 正值的轴力画在x轴的上侧
轴力图作用： 1）可以显示各段杆的轴力的
大小、拉压性质及作用截面位置 2）迅速确定杆内最大（小）轴力的位置 3）可以显示各段杆变形（拉压）情况
静定结构的内力分析与计算页课件.ppt
FN
x
A
平衡：
FX 0
3. 轴力
FN F 0
FN F
轴向拉伸、压缩时，杆的内力与杆轴线重合，称为轴力，
用FN 表示。
轴力的正负规定: FN 与外法线同向，为正轴力(拉力) FN
FN FN>0
FN与外法线反向，为负轴力(压力) FN 4、 轴力图
FN FN<0
FN (x) 的图象表示。以平行于杆轴的坐标表示横截 面的位置，垂直于杆轴的另一坐标表示轴力
在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。 ③ 平衡：对留下的部分建立平衡方。由于整体平衡的要求，对于 截开的每一部分也必须是平衡，因此，作用在每一部分上的外力 必须与截面上分布内力相平衡，组成平衡力系（此时截开面上的 内力对所留部分而言是外力）。
例如： 截面法求FN。
F
A
F
截开：
F
A F
简图
代替：
F
FC
FD
FN4
D
轴力图如右图
FD
轴力图的特点：突变值 = 集中载荷 轴力(图)的简便求法： 自左向右:
遇到向左的 F， 轴力N 增量为正； 遇到向右的 F ， 轴力N 增量为负。
8kN
5kN
3kN
[例4-2] 图示杆长为L，受分布力 q = kx 作用，方向如图， 试画出杆的轴力图。
解：x坐标向右为正，坐标原点在
杆件的轴向拉伸和压缩的力学模型
F
轴向拉伸，对应的力称为拉力。
F
轴向压缩，对应的力称为压力。
F F
二、轴向拉伸与压缩的内力
1、 内力的定义 内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布
内力系的合成（附加内力）。
第七章静定结构的内力计算PPT课件
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在檩条梁中，AB梁是基本部分，而BC梁、CD 梁则是附属部分。
为清晰起见，可将它们的支承关系分别用图表 示，这样的图形称为层次图。
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7.1.2 多跨静定梁的内力计算
通过层次图可以看出力的传递过程。因为基本 部分直接与基础相联结，所以当荷载作用于基本部 分时，仅基本部分受力，附属部分不受力；当荷载 作用于附属部分时，由于附属部分与基本部分相联 结，故基本部分也受力。
桁架是大跨度结构中应用得非常广泛的一种， 如民用房屋和工业厂房中的屋架、托架，大跨度 的铁路和公路桥梁，起重设备中的塔架，以及建 筑施工中的支架等。
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为了便于计算，通常对工程实际中平面桁架的 计算简图作如下假设：
（1）桁架的结点都是光滑的理想铰。 （2）各杆的轴线都是直线，且在同一平面内， 并通过铰的中心。 （3）荷载和支座反力都作用于结点上，并位 于桁架的平面内。
=200 kN·m （下侧受拉） MDC=MDB=76kN×2m=152 kN·m （下侧受拉）
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MBD=0 FSAC=60kN FSCA=60kN－10kN/m×4m=20 kN FSCE= FSEC=20 kN FSCD=FSDC=60kN－76kN=－16 kN FSDB=FSBD=－76kN FNAC=FNCA=16kN FNCE=FNEC=FNCD=FNDC=FNDB=FNBD=0
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因此，多跨静定梁的约束反力计算顺序应该是 先计算附属部分，再计算基本部分。即从附属程度 最高的部分算起，求出附属部分的约束反力后，将 其反向加于基本部分即为基本部分的荷载，再计算 基本部分的约束反力。
当求出每一段梁的约束反力后，其内力计算和 内力图的绘制就与单跨静定梁一样，最后将各段梁 的内力图连在一起即为多跨静定梁的内力图。
静定结构内力计算PPT课件
杆件的内力计算
直杆平衡的微分方程
qy Q
N M
qx
Q＋d Q
N＋d N M＋d M
dx
dN
dQ
dx qx, dx qy,
d2M dx2
d dx
dM dx
qy
dM Q dx
Depatment of Egnieering Mechanics, Hohai University
杆件的内力计算
直杆内力图的形状特征
Depatment of Egnieering Mechanics, Hohai University
杆件的内力计算
列内力方程法：把某一截面的内力表示为该截面 位置的函数，绘内力图。 控制截面法：将若干个控制截面截开，取某一侧 为隔离体，根据隔离体的平衡条件计算内力，将 这些控制截面的内力绘制成图。
Depatment of Egnieering Mechanics, Hohai University
杆件的内力计算
例：用列内力方程方法作图示梁内力图
q A
l
解:
B
HA 0,VA ql/2(), VB ql/2()
X 0, N(x) 0
M Q
1 ql 2
Y 0,Q(x) 1 ql qx
1 ql 2
几何特性：无多余约束的几何不变体系。 静力特征：仅由静力平衡条件可求全部反力和内力。
静定结构受力分析：计算荷载作用下结构的反力和内力， 并绘出结构的内力图。 静定结构受力分析的基本方法：选取atment of Egnieering Mechanics, Hohai University
集中力作 用点
集中力偶 作用点
均布荷载 作用区段
无横向荷 载作用区 段
【建筑施工手册】之 荷载与结构静力计算表
【建筑施工手册】之荷载与结构静力计算表2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
2-1_荷载与结构静力计算表
2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
《结构力学静力学》课件
广泛应用于建筑、机械、航空航 天、车辆工程等领域，用于分析 结构的承载能力和稳定性。
结构力学静力学的重要性
工程安全
科学研究
静力学分析是确保工程结构安全性的 基础，通过分析结构在静力载荷作用 下的响应，可以评估结构的稳定性和 安全性。
静力学研究有助于深入了解材料的力 学性质和结构的变形规律，为科学研 究和新技术开发提供理论支持。
力的传递性原理
要点一
总结词
力的传递性原理是指当一个物体受到外力作用时，这个外 力会在物体内部传递，使得物体各部分之间产生相互作用 力。
要点二
详细描述
力的传递性原理是静力学中的一个重要原理，它说明了物 体在受到外力作用时，这个外力会在物体内部传递，使得 物体各部分之间产生相互作用力。这个原理可以用于解释 各种实际现象，如桥梁的弯曲、建筑物的振动等。在结构 力学中，力的传递性原理是分析结构内力和变形的基础之 一。
力矩的概念
总结词
力矩的三要素
详细描述
力矩是描述力对物体转动效应的物理量，由力的大小、力臂（即力的作用点到转动中心的距离）和旋 转方向共同决定。在结构力学中，力矩平衡条件是分析结构稳定性和平衡状态的重要依据。
力的平衡概念
总结词
平衡状态的判定条件
详细描述
在静力学中，物体处于平衡状态是指物体静止或做匀速直线运动。平衡状态的条件是作 用于物体的合力为零，即所有力的矢量和为零。这一条件是分析结构内力和变形的出发
优化设计
静力学分析有助于优化结构设计，通 过分析不同设计方案的结构性能，可 以选出最优方案，降低成本并提高结 构效率。
结构力学静力学的历史与发展
历史
结构力学静力学作为一门学科，起源于古代的建筑实践和工程经验。随着科学 技术的发展，尤其是计算机技术和实验方法的进步，结构力学静力学得到了迅 速发展。
结构力学静定结构的内力计算图文PPT学习教案
平行轴线
FQ图
↓↓↓↓↓↓
＋
－
发生突变
P ＋
－
4.集中力偶作用处
无变化
M图
斜直线
二次抛物线
凸向即q指向
出现尖点
尖点指向即P的指向
发生突变 m 两直线平行
注备
FQ=0区段M图 FQ=0处，M 平行于轴线 达到极值
集中力作用截 面剪力无定义
集中力偶作用点 弯矩无定义
5、在自由端、铰支座、铰结点处，无集中力偶作用，截面弯矩等于零， 有集中力偶作用，截面弯矩等于集中力偶的值。
第3页/共104页
内力计算要点：
（１）隔离体与其周围的约束必须全部截断并代以相 应的约束力。 （２）对未知外力（如支座反力），可先假定其方向， 由计算后所得结果的正负判断所求力的实际方向。 （３）计算截面的内力时，截面两侧的隔离体可任取 其一，一般按其上外力最简原则选择。未知截面内力 一般假设为正号方向。
(a)
(d)
(b)
(e) 第22页/共104页
(c)
刚架结构优点 ： （1）内部有效使用空间大；
（2）结构整体性好、刚度大；
（3）内力分布均匀，受力合理 。
常见的静定刚架类型 1、悬臂刚架
2、简支刚架
3、三铰刚架
4、主从刚架
第23页/共104页
二、刚架支座反力的计算
刚架分析的步骤一般是先求出支座反力，再求出各杆控制截 面的内力，然后再绘制各杆的弯矩图和刚架的内力图。
当弯矩使杆件下部受拉时，弯矩为正。
弯矩图画在杆件受拉一侧，不注符号。
第2页/共104页
二、用截面法求指定截面内力
解：(1)支座反力 ∑ΜA=0 得FBy=60kN (↑) ∑ΜB=0 得FAy=60kN (↑) ∑Fx= 0 得FAx=－60kN (← ) （2）Ｃ截面内力 ∑Ｆx=0： ＦNC－60=0 得ＦNC=60 kN ∑Ｆy=0： ＦQC－60+10×1.5 =0 得ＦQC=45kN ∑ΜC=0： ΜC－60×1.5－10×1.5×(1.5/2)=0 得ΜC＝101.25 kNm（下侧受拉）
静力计算手册精品
2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
建筑力学静定结构内力计算PPT课件
m
F
F
m
F
FN FN
F
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轴力的计算
截面法求轴力
1）截断：假想沿m-m横截 面将杆切开。
2）代替：留下左半段或右 半段，将抛掉部分对留下部 分的作用用内力代替。
3）平衡：对留下部分写平 衡方程求出内力即轴力的值。
m
F
F
m
F
FN
FN
F
Fx 0 FN F 0
m
M
m
FT
m m
扭转 —内力为扭矩。如各种传动轴等。
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（4）平面弯曲 杆件受到受到作用于纵对称平面(由杆轴线和截面对称轴决定的平面)内，
且力的作用线垂直于杆轴线的外力或外力偶的作用下所产生的变形称为平面 弯曲变形。 弯曲变形杆件的内力种类有二种——剪力和弯矩 。
弯曲—内力为剪力弯矩。如桥梁、房梁、地板等。(梁)
在桁架中，有时会出现轴力为零的杆件，它 们被称为零杆。在计算之前先断定出哪些杆件为 零杆，哪些杆件内力相等，可以使后续的计算大 大简化。在判别时，可以依照下列规律进行。
第27页/共97页
（1） 对于两杆结点，当没有外力 作
用于该结点上时，则两杆均为零杆，
如图 (a)所示；当外力沿其中一杆 的
方向作用时，该杆内力与外力相等，
工业建筑及大跨度民用建筑中的屋架、托架、檩条等常常采用桁架结 构。
上弦杆 斜杆 竖杆
节间距离
下弦杆 跨度
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桁架的计算简图常常采用下列假定： (1) 联结杆件的各结点，是无任何摩擦的理想铰。 (2) 各杆件的轴线都是直线，都在同一平面内，并且 都通过铰的中心。 (3) 荷载和支座反力都作用在结点上，并位于桁架平 面内。
2-1 荷载与结构静力计算表
2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。