第4章 建筑结构计算简图

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建筑力学结构的计算简图

建筑力学结构的计算简图

• 在力偶的作用面内任取一点O为矩心(图2.11),点O与力F的距离为x,力偶臂为d。 力偶的两个力对点O之矩的和为

MO(F)+ MO(F )=-F x+F (x+d)=Fd
这一结果与矩心的位置无关。
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• 因此,把力偶的任一力的大小与力偶臂的乘积冠以适当的正负号,作为力偶使物体转 动效应的度量,称为力偶矩,用M表示。即
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• 【解】 计算各力对A点的力矩。

MA(W1)=-W1×0.2 m=-30 kN×0.2 m=-6 kNm
• MA(W2)=-W2×(0.4+0.533)m=-60 kN×0.933 m=-56 kNm
第33页/共122页
• MA(F)=MA(Fx)+ MA(Fy) • =Fcos45°×1.5m-Fsin45°×(2-1.5cot70°)m • =40 kN×0.707×1.5 m-40 kN×0.707×1.454 m • =42.42 kNm-41.12 kNm=1.3 kNm

挡土墙的重力以及土压力的竖向分力对A点的力矩是使墙体稳定的力矩,而土压力的水平分力对A点的
力矩是使墙体倾覆的力矩。
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• 2.1.6 力偶的概念

在日常生活中,经常会遇到物体受大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力
作用的情形。例如,汽车司机用双手转动方向盘[图2.10(a)],两人推动绞盘横杆
A
设垂足分别为b、c、d。各力 对点O之矩分别为
FR
F1 c
O
D
B b
dx
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MO(F1)=-2A△OAB=-OA·Ob MO(F2)=-2A△OAC=-OA·Oc MO(FR)=-2A△OAD=-OA·Od 因

第四章 建筑结构设计方法

第四章 建筑结构设计方法

第一节 建筑结构设计理论的发展
三、破损阶段设计法
1.破损阶段设计法概念 2.破损阶段设计法的基本假定 3.破损阶段设计法的计算简图 4.破损阶段设计法的基本方程 5.破损阶段设计法与容许应力设计法的主要区别
四、多系数极限状态设计法
多系数极限状态设计法的特点:构件的极限状态、构件的承载力极限状态、 构件的材料强度取值。
一、几个基本概念
结构可靠度、结构功能函数、结构的极限状态方程、概率密度函数、概率分 布函数。
二、结构的失效概率计算表达式(基本原理)


pf FR x fs xdx 1 FS xfR xdx


第三节 结构可靠度的基本原理与计算方法
三、结构可靠指标的计算方法
4.抗力R的统计参数和概率分布类型
单一材料的抗力R的统计参数:
KR R / Rk p f aΒιβλιοθήκη R 2 p

2 f


2 a
第四节近似概率法在设计规范中的应用
5.国外规范的分项系数
第三节 结构可靠度的基本原理与计算方法
c.选取验算点的初始值 xi* xi ,i 1,2,,n
d.计算 g
值,其中
xi xi xi*
e.由式(1)计算

i
Z

g ( x1 ,
x2 ,, xn )
i
f.由式(2)计算 xi*值;
g.重复d~f步直至 xi*前后两次差值
变换为当量正态分布随机变量
x
' i

在可靠度分析中合理反映变量分布类型的影响。
验算点:在Z=0上离原点(中心点)最近的点
x1*

第4章 剪力墙结构的内力和位移计算

第4章 剪力墙结构的内力和位移计算
由于建筑立面的需要,有时剪力墙的轴线并不是一条直线,这给结构计算带来困难。 可按下述简化方法来近似进行计算。
对折线型的剪力墙,当各墙段总转角不大于15º 除上述两种情况外,对平面为折线形的剪力墙, (α+β≤15º)时,可近似地按平面剪力墙进行计 在十字形和井字形平面中,核心墙各墙段轴线错开距离a 算。 不应将连续折线形剪力墙作为平面剪力墙计算; 不大于实体连接墙厚度的8倍、且不大于2.5 m时,整片墙 当将折线形(包括正交)剪力墙分为小段进行 可以作为整体平面剪力墙来计算,但必须考虑到实际上存 在的错开距离a带来的影响,整片墙的等效刚度宜将计算 内力和位移计算时,应考虑在剪力墙转角处的 结果乘以0.8的系数,并将按整片墙计算所得的内力乘以 竖向变形协调。 1.2的增大系数。
均布荷载
进一步简化,将三种荷载作用下的公式 统一,式内系数取平均值,混凝土剪切模 量G=0.4E,则上面子式可写成
EIeq
顶部集中荷载
EI q 1 9I q / H 2 Aq
在分配剪力时,整体悬臂墙的等效抗弯刚 度可直接由上式计算。
双肢墙的连续化计算方法
大多数建筑中,门窗洞口在剪力墙中排列整齐,剪力墙可以划分为许多墙肢与连梁。 将连梁看成墙肢间连杆并且沿着墙高离散为均匀分布的连续连杆,用微分方程求解, 称为连续连杆法。这是连肢墙内力以及位移分析的一种较好的近似方法。这种方法把 解制成曲线或者图表,使用也方便。
第4章 剪力墙结构的内力和位移计算
• 荷载分配及计算方法概述 • 整体墙计算方法 • 双肢墙和多肢墙的连续化计算方法 • 小开口整体墙及独立墙肢近似计算方法 • 带刚域框架计算方法
剪力墙结构平面及剖面示意图
荷载分配及计算方法概述
一、剪力墙在竖向荷载下内力 力传递路线:楼板—>墙 除了连梁内产生弯矩外,墙肢主要受轴向力 传到墙上的集中荷载按扩散角向下扩散倒整个 墙;因此除了考虑集中荷载下局部承受压力之 外,按照分布荷载计算集中力对墙面的影响 如果楼板中有大梁,传到墙上的集中荷载可按 45°扩散角向下扩散到整个墙截面。所以,除 了考虑大梁下的局部承压外,可按分布荷载计 算集中力对墙面的影响,见图。 当纵墙和横墙是整体联结时,一个方向墙上的 荷载可以向另一个方向墙扩散。因此,在楼板 以下一定距离以外,可以认为竖向荷载在两方 向墙内均匀分布。

高层建筑结构设计 第04章 高层框架结构内力计算

高层建筑结构设计 第04章 高层框架结构内力计算

4.2 竖向荷载作用下的内力计算
一、分层法 1.竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算
假定 (1)不考虑框架结构的侧移对其内力的影响; (2)每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内
力产生影响,对其他各层梁、柱内力的影响可忽 略不计。 应当指出,上述假定中所指的内力不包括柱轴力, 因为各层柱的轴力对下部均有较大影响,不能忽 略。
M EH

FQHE

h2 2

3.42kN
3.3 m 2

5.64
kN m
(反弯点位于h/2处)
M EB

FQBE

h1 3

10kN
• 柱截面尺寸
框架柱的截面形式常为矩形或正方形。 有时由于 建筑上的需要, 也可设计成圆形、 八角形、 T 形、 L 形、十字形等, 其中 T 形、 L 形、十 字形也称异形柱。构件的尺寸一般凭经验确定。 如果选取不恰当, 就无法满足承载力或变形限值 的要求, 造成设计返工。确定构件尺寸时, 首先 要满足构造要求, 并参照过去的经验初步选定尺 寸, 然后再进行承载力的估算, 并验算有关尺寸 限值。
9.53 3.79 12.77 3.79
1.61
2.固端弯矩
下柱 3.79 3.79 1.61 7.11 4.84 3.64
相对线刚 度总和 左梁 11.42 0.000 21.63 0.353 11.82 0.864 20.43 0.000 30.93 0.308 18.02 0.709
分配系数 右梁 上柱 0.668 0.000 0.472 0.000 0.000 0.000 0.466 0.185 0.413 0.123 0.000 0.089

4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图

4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图

Bz脉动风荷载的背景分量因子 z B kH 1
Z
1
x
z
Z
φ 1(z)—结构第1阶振型系数,可由结构动力计算确定,混凝土框架结构 可近似的取φ 1(z)=(z/H)[2-(z/H)],z为计算点到室外地坪距离; H—结构总高度; ρx—脉动风荷载水平方向相关系数;
x
10 B 50e B / 50 50
第四章 混凝土框架结构
现浇框架结构
刚接节点
装配式框架结构
装配整体式框架 柱与基础的连接
铰接节点或半铰接节点
刚接节点 固定支座 铰支座
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
3.跨度与层高的确定 (1)梁的跨度 取顶层柱轴线之间的距离,当柱截面尺寸有变化时 以最小截面的形心线来确定。 (2)层高 取本层楼面至上层楼面的高度,底层层高取基础顶 面到二层楼板顶面之间距离。
荷载形式。
15.80kN
16.45kN
框架结构风荷载简图
风荷起算位置
ic Ec I Hi
装配整体式楼盖
Ec—— 混凝土弹性模量; I —— 框架柱截面惯性矩。
装配式楼盖
按实际截面计算I。
1 3 I bchc 12
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算 作用于框架结构上的荷载有两种:竖向荷载和水平荷载。 分布荷载居多 竖向荷载 楼面活荷载 建筑结构自重
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
1.梁截面尺寸 框架梁柱截面尺寸可近似预估:
第四章 混凝土框架结构
1 1 梁高 h ~ l , l 为梁的计算跨度 8 12

第四章 地下建筑结构的计算方法

第四章 地下建筑结构的计算方法

Q系统分级与分级系数的关系
RQD J r J w Q= ⋅ ⋅ J n J a SRF
岩体质量分级
岩体 质量 特别 好
极好
良好

中等
不良

极坏
特别坏
Q值
1000 ~400
400~ 100
100~ 40
40~ 10
10~ 4
4~1
1~ 0.1
0.1~ 0.01
0.01~ 0.001
Q系统分级的应用
3
§2工程类比法
隧道各级围岩自稳能力判断
自稳能力 围岩级别 Ⅰ Ⅱ 跨度20m,可长期稳定,偶有掉块,无塌方 跨度10m ~20m,,可基本稳定,局部可发生掉块或小塌方; 跨度10m,可长期稳定,偶有掉块; 跨度10 ~20m,可稳定数日至1个月,可发生小~中塌方; 跨度5 ~10m,可稳定数月,可发生局部块体位移及小~中塌方 跨度5m,可基本稳定
18
§5 收敛限制法 5
收敛线概念: 收敛线概念: 据地层及洞室情况可有弹性、塑性、 据地层及洞室情况可有弹性、塑性、松动等三 段。 限制线概念: 限制线概念:
支护时间和结构刚度的 合理选择: 合理选择:(图 )
19
§5 收敛限制法 5
收敛线的确定: 收敛线的确定: 解析法, 解析法,难,不同部位的收敛线不一样; 不同部位的收敛线不一样; 有限元方法; 有限元方法; 现场实测法 限制线的确定:与上类似 限制线的确定:


跨度5m,一般无自稳能力,数日至数月内可发生松动变形、小塌方,进而发展 为中~大塌方。 埋深小时,以拱部松动破坏为主,埋深大时,有明显塑性流动变形和挤压破坏 跨度小于5m,可稳定数日至1个月 无自稳能力,跨度5m或更小时,可稳定数日 无自稳能力

建筑力学与结构 第4版 教案 项目4确定结构计算简图

建筑力学与结构 第4版 教案 项目4确定结构计算简图
2.养成具体问题具体分析的科学思维。
学情分

基础
1.掌握了六种常见的约束。
2,掌握了荷载分析。
3,掌握了计算简图的确欠缺。
教学重点
1.计算简图的简化原则。
2.计算简图的确立。
教学难点
L体系的简化和支座的简化。
2.内部约束的分析。
教学活动安排
课前
教学
环节
教学内容
探原理,解问题(15min)
1.受力分析图的概念。
2.受力分析图的绘制方
L讲解受力图的概念。
2.引导学生总结受力分析图绘制
L认真聆听,积极参与讨论。
2.完成任务,整理思路。
讲授法讨论法任务驱动法
L掌握受力分析图绘制方法。
法。
3.雨篷板的受力分析图。
步骤。
练应用,提技能(60min)
1次梁受力分析图绘制。
知识点1约束的概念
探原理,解问题(15min
)
1.自由的概念。
2.约束的概念。
3.自由和约束的关系。
4.昆明机场引桥垮塌事件分析。
1.结合生活案例讲解。
2.发起讨论。
3,发起案例分析汇报。
1.聆听,讨论。
2.观看视频,谈感想。
3.参与讨论。
4.汇报分析成果。
讲授法头脑风暴法
1.明确概念。
2.通过讨论和汇报,锻炼学生的表达沟通能力。
1.认真聆听,积极参与讨论。
2.总结体系受力图绘制和杆件受力图绘制的同异。
教授法任务驱动法
通过分析结构中的各构件的相互作用,养成具体问题具体分析的科学思维。
练应用,提技能(60min)
1.三角钢架的受力分析。
2.三角托架的受力分析。

《建筑工程力学》结构的计算简图其分类

《建筑工程力学》结构的计算简图其分类
例3:
结构的计算简图举例
例3:
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓↓
细石混凝土填充 重新播放
9.1 结构的计算简图 平面杆件结构的分类
按几何特征分类: 1.杆件结构 梁
板 2.薄壁结构

3.实体结构 例如:水坝、地基、挡土墙……等。
9.1 结构的计算简图
按结构的受力特点分类,杆件结构又可分为:
例如:
qP
9.1 结构的计算简图
支座的类型:
⑴活动铰支座
A FAy
⑵固定铰支座
A FfAx
FAy
9.1 结构的计算简图
⑶ 固定支座
节点的类型:
FAx A MA FAy
⑴ 铰结点
⑵ 刚结点
结构的计算简图举例 例1:
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
l
结构的计算简图举例
例2:
结构的计算简图举例
9.1 结构的计算简图
一、 结构的计算简图的简化原则
计算简图: 能表现结构的主要受力和变形特点,略 去次要因素的原结构的简化图形。
计算简图的简化原则: 1、考虑结构的主要受力和变形特点; 2、略去次要因素,使计算简便。
9.1 结构的计算简图
二、 结构的计算简图的简化内容
简化内容
1.杆件的简化; 2.荷载的简化; 3.支座和结点的简化。
生的随机荷载等)。
9.1 结构的计算简图
2.荷载的分类
恒载(永久荷载), 如自重、土压力等。 按作用时间久暂
活载(可变荷载),如车辆、人群、风、雪等。
按作用位置是否变化 移动荷载(位置可变),如:移动的活载等。
固定荷载(位置不变),包括恒载及某些活载。
按动力效应大小 静力荷载(荷载的大小、方向和位置不随时间变 化或变化很缓慢—动力效应小)。

结构的计算简图及受力分析

结构的计算简图及受力分析

结构的计算简图及受力分析3.1 荷载的分类实际的建筑结构由于其作用和工作条件不同,作用在它们上面的力也显示出多种形式。

如图3.1所示的工业厂房结构,屋架所受到的力有:屋面板的自重传给屋架的力,屋架本身的自重,风压力和雪压力以及两端柱或砖墙的支承力等。

图3.1在建筑力学中,我们把作用在物体上的力一般分为两类:一类是主动力,例如重力、风压力等;另一类是约束力,如柱或墙对梁的支承力。

通常把作用在结构上的主动力称为荷载。

荷载多种多样,分类方法各不相同,主要有以下几种分类方法:(1)荷载按其作用在结构上的空间范围可分为集中荷载和分布荷载作用于结构上一点处的荷载称为集中荷载。

满布在体积、面积和线段上的荷载分别称为体荷载、面荷载和线荷载,统称为分布荷载。

例如梁的自重,用单位长度的重力来表示,单位是N/m或kN/m,作用在梁的轴线上,是线荷载。

对于等截面匀质材料梁,单位长度自重不变,可将其称为线均布荷载,常用字母q表示(图3.2)。

当荷载不均匀分布时,称为非均布荷载,如水对水池侧壁的压力是随深度线性增加的,呈三角形分布。

图3.2(2)荷载按其作用在结构上的时间分为恒载和活载恒荷载是指永久作用在结构上的荷载,其大小和位置都不再发生变化,如结构的自重。

活荷载是指作用于结构上的可变荷载。

这种荷载有时存在、有时不存在,作用位置可能是固定的也可能是移动的,如风荷载、雪荷载、吊车荷载等。

各种常用的活荷载可参见《建筑结构荷载规范》。

(3)荷载按其作用在结构上的性质分为静力荷载和动力荷载静力荷载是指荷载从零缓慢增加到一定值,不会使结构产生明显冲击和振动,因而可以忽略惯性力影响的荷载,如结构自重及人群等活荷载。

动力荷载是指大小和方向随时间明显变化的荷载,它使结构的内力和变形随时间变化,如地震力等。

3.2 约束与约束反力1)约束和约束反力的概念所谓约束,是指能够限制某构件位移(包括线位移和角位移)的其他物体(如支承屋架的柱子,见图 3.1)。

高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt

高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt

4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置(双向或多向) 2.剪力墙竖向布置(连续布置,避免突变) 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件: 开洞规则,墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件: =1~10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 (1)忽略连梁轴向变形,即假定两墙肢水平位移完
全相同 (2)两墙肢各截面的转角和曲率都相等,连梁两端
转角相等,连梁反弯点在梁的中点 (3)墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N-由竖向荷载和水平荷载共同产生 M-由水平荷载产生 V-由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N:按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V:按照墙的等效刚度分配至 各墙

第四章 框架结构

第四章 框架结构
框架结构的承重方案 1)横向框架承重 主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。 2)纵向框架承重 主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置。 3)纵、横向框架承重 房屋纵、横向都布置承重框架 ,楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。
横向布置
特点
房屋横向刚度
大,侧移小;
横梁高度大,
室内有效净空 小。
框架结构的受力特点
在竖向荷载和水平荷载共同作用下,框架结构各构件 都将产生内力和变形。 框架结构的侧移一般由两部分组成:由水平力引起 的楼层剪力使梁、柱构件产生弯曲变形,形成框架结构的 整体剪切变形 us ( shear deformation ) ;由水平力引起的 倾覆力矩,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧 柱 压 缩 ) , 形 成 框架 结 构 的整 体 弯 曲变 形 ub ( bending deformation)。
非抗震时使用
横向承重
纵向布置
特点:
连系梁截面较小,
框架梁截面尺寸 大,室内有效净 空小;
对纵向地基不均
匀沉降较有利;
房屋横向刚度小,
侧移大。 纵向承重
双向布置
特点:
整体性好,受
力好;
适用于整体性
要求较高和楼 面荷载较大的 情况;
抗震效果好,
双向承重 能有效抵抗双 向地震
对于梁、柱、板均为现浇的情况,梁截面的形心线
可近似取至板底。
计算简图l0ຫໍສະໝຸດ 1l02实际结构
计算简图
变截面柱或者具有悬挑部分时 框架结构的计算简图
4、 框架结构上的荷载
恒载
框架自重;粉灰重; 板、次梁、墙体重。
垂直荷载
框 架 荷 载 水平荷载 地震作用 活载 风载

4框架结构设计计算

4框架结构设计计算

(7)绘制总弯矩图
图4-6 例题1 框架总弯矩图
用分层法计算下面框架的M图
3 水平荷载下内力近似计算—反弯点法
框架所受的水平荷载主要是 风和地震作用,这些均布都 可以化成作用在框架楼层结 点上的水平集中力,如图所 示。 这时框架侧移是主要的变形 因素。对于层数不多的框架, 柱子轴力较小,截面也较小, 当梁的线刚度ib比柱的线刚 度ic大的多时,采用反弯点 法计算其内力,误差比较小。
解:(1)将三层框架按图(b)、(c)、(d)的形式分解成单层框架,并将除 底层之外的柱线刚度乘以0.9的修正系数; (2)求梁柱相对线刚度。将各梁柱线刚度除以梁的线刚度,使梁的相对线 刚度为1;柱的相对线刚度分别为: 底层ic’=1.1、其余各层ic’=1.3; (3)求节点弯矩分配系数。 以第三层A柱节点为例,求弯矩分配系数μ3i:
构件 分配系数
一层框架弯矩叠加
构件
分配系数 叠加弯矩 分配不平衡弯矩 弯矩小计
柱A12
0.32 2.688+0.952=3.64 -0.952×032=- 0.305 3.335
柱A10
0.38 3.192 -0.952×038= -0.362 2.83
梁1ab
0.3 -5.88 -0.952×03=- 0.285 -6.165

反弯点法

多层多跨框架在水平荷载作用下的弯矩图通常如图 所示。它的特点是,各杆件的弯矩图均为直线,每 杆均有一零弯矩点,称为反弯点.
如果在反弯点处将柱子切开,切断点处的内力将只有剪力和轴 力。如果知道反弯点的位置和柱子的抗侧移刚度,即可求得各柱 的剪力,从而求得框架各杆件的内力,反弯点法即由此而来。 由此可见,反弯点法的关键是反弯点的位置确定和柱子侧向刚 度的确定。

框架结构分析

框架结构分析

-13.13* 8.46 -1.20 0.77 -0.18 0.12 -0.03 -5.19
H
-7.32* -3.11 -1.32 -3.21 0.68 -0.20 -0.49 0.11 -0.03 -0.08 -1.56 -13.42
7.32* -6.23 -1.60 1.36 -0.25 0.21 -0.04 0.78
第三节 水平荷载下的近似计算
反弯点法:
计算步骤:2、层间各柱剪力分配
VFj V j1 V j 2 V jm V jk
k 1
m
V jk
12i jk h
2 j
u j
VFj u j m 12i jk
k 1h2 jV jk i jk
i
k 1
m
VFj
jk
第三节 水平荷载下的近似计算
反弯点法:
第二层:
M BC M CB 31.08
M FG M GF
3.3 51.28kN .m 2 3.3 39.96 65.93kN .m 2
M JL M LJ 39.96
3.3 65.93kN .m 2
第一层:
2 M AB 52.28 3.9 135 .92 kN .m 3 2 M EF 69.71 3.9 181 .24 kN .m 3
反弯点法:
计算步骤:5、计算梁柱剪力,柱轴力
分别取梁、柱为隔离体,计算剪力;
取梁柱节点为隔离体,根据梁端剪力,计算柱轴力,绘制内 力图
第三节 水平荷载下的近似计算
反弯点法:
例题: 已知框架计算简图如图所示,图中括号内数值为该杆 件的线刚度。用反弯点法求出各杆件内力,并绘制出弯矩图。

绘制受力图—结构计算简图(建筑力学)

绘制受力图—结构计算简图(建筑力学)

经过上述简化,即可得到厂房横向平面单元的计算简图,如图所示。 单层工业厂房及其计算简图如图
例: 试选取图示三角形屋架的计算简图。
解: 此屋架由木材和圆钢制成。上、下弦杆和斜撑由木材制成,拉杆使用圆钢, 对其进行简化时各杆用其轴线代替;各杆间允许有微小的相对转动,故各结点均简 化为铰结点;屋架两端搁置在墙上或柱上,不能相对移动,但可发生微小的相对转 动,因此屋架的一端简化为固定铰支座,另一端简化为活动铰支座。作用于屋架上 的荷载通过静力等效的原则简化到各结点上,这样不仅计算方便,而且基本符合实 际情况。通过以上简化可以得出屋架的计算简图(图b)。
干个平面结构。
二、杆件结构的简化
二、杆件结构的简化
在选取杆件结构的计算简图时,杆件的简化 杆件用其轴线表示。直杆简化为直线,曲杆简化为曲线。
3. 结点的简化 结构中各杆件间的相互连接处称为结点。
(1)铰结点
铰结点的特征是所连各杆都可以绕结点中心相对转动,即在结点处各杆之间的 夹角可以改变。
图c所示屋架的端部支承在柱上,
并将预埋在屋架和柱上的两块钢板焊接
起来,它可以阻止屋架的移动,但因焊
接的长度有限,屋架仍可作微小的转动,
(c)
因此可简化为固定铰支座。
(d)
(e)
(f)
图d、e所示插入杯形基础内的钢筋混凝土柱,若用沥青麻丝填实(图d), 则柱脚的移动被限制,但仍可作微小的转动,因此可简化为固定铰支座;若用细 石混凝土填实(图e),当柱插入杯口深度符合一定要求时,则柱脚的移动和转 动都被限制,因此可简化为固定端支座。图f所示悬挑阳台梁,其插入墙体内的 部分有足够的长度,梁端的移动和转动都被限制,因此可简化为固定端支座。
例如,在图a所示木结构的结点构造中,是用钢板和螺栓将各杆端连接起来的, 各杆之间不能有相对移动,但允许有微小的相对转动,故可作为铰结点处理,其简 图如图b所示。

建筑结构与识图第4章 混凝土楼屋盖1.4 混凝土楼屋盖

建筑结构与识图第4章 混凝土楼屋盖1.4 混凝土楼屋盖
活荷载的最不利布置
截面设计:
板:只进行正截面设计; 取1米宽板带; 位置:跨中、连续板支座
梁:进行正截面、斜截面设计; 取某一根有代表性的计算; 位置:跨中、连续梁支座
单向板的构造要求:
(1)楼板的厚度对于一般楼盖及民用建筑楼板≥60mm;工 业建筑楼盖≥70mm;板厚≥1/40(连续板)或1/35(简支 板)。现浇板入墙支承长度≥板厚且≥120mm。 (2)板的受力钢筋
2)温度收缩钢筋:在温度、收缩应力较大的现浇板区 域,钢筋间距宜取150-200mm,并应在板的末配筋表面布置 温度收缩钢筋。板的上下表面沿纵、横两个方向的配筋率 ≥0.1%。
3)与周边支承结构整浇时板的上部构造钢筋
设置对象: 现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇注的单向板. 设置位置及要求: 板边上部设置垂直于板边,其截面积≥板跨中受力钢筋面 积的1/3,且d ≥Φ8,@≤200mm,自梁(墙)边伸入板内的 长度为l1/5;在板角处应沿两个垂直方向布置或按放射状布 置。当柱角或墙的阳角突出到板内且尺寸较大时,应沿其布 置构造钢筋。伸入支座内的锚固长度为la。
受踏步传来的荷载及栏杆与斜梁的自重,在荷载作用下沿其法线方向 发生弯曲。计算时将荷载简化为沿水平投影面分布的线荷载,按单跨 简支梁计算。
(4)平台板、平台梁平台板一般为四边支承的单跨 板,按单向板或双向板设计。
平台梁一般两端支 承于楼梯间的侧墙上, 按一般楼盖的主梁设计。
构造要求:楼梯踏步板最小厚度取30~40mm,受力筋 每步下≥2Φ8,踏步板内2根受力筋在伸入支座后宜弯起 一根抵抗负弯矩。分布钢筋一般为Φ 6@300。
求、配筋与次梁相同。 2)主梁纵向受力筋的配置、弯起点的确定、截断位置,不宜 按构造确定,通常宜根据弯矩包络图绘制抵抗弯矩包络图的方 法来确定。 3)鸭筋的设置:主梁主要承受集中荷载,一般宜采用箍筋抗 剪,跨中受力钢筋数量不足时,可补充鸭筋抗剪。
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1) 所选用的支座简图必须与支座的实际构造和变 形特点相吻合。在建筑结构中,支座的实际构造形 式很多,但在计算简图中常用的有3种:固定铰支 座、可动铰支座、固定端支座。现在就以这3种支
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图4.9
施加在建筑物上的荷载
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图4.10
楼面活荷载
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(2)可变荷载(活载) 这类荷载经常变化,具有 三变性:作用时间短暂、位置不定(在一定范围内 可以随意变动,任意分布),数值可变(数值随时间 变化,时有时无,时大时小、有时成群密集,有时 无影无踪)
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建筑工程中常遇到的荷载,根据其不同特征, 主要有以下分类: 1)按荷载分布情况分——集中荷载和分布荷载 2)按荷载作用时间分——永久荷载和可变荷载 3)按荷载作用性质分——静力荷载和动力荷载
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(1)集中荷载 当荷载的作用范围很小,此时 可以认为荷载全部集中作用在一点上,即称之为集 中荷载或集中力。集中荷载的单位一般用N或kN。
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先以一个最简单的例子来说明选取计算简图的 如图4.19(a)所示的一根搁置在砖墙上的钢筋 混凝土梁,其上受有均布荷载q的作用,梁的净跨 为ln,在墙内的支承长度为a。现在要分析的是: 如何将梁简化为图4.19(b)
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图4.19
梁的计算简图
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如图4.17(a)所示的标志牌,该结构由上下两 根横梁、中间3根加劲杆、左右两根立柱所组成。 当标志牌受到风荷载作用时,请分析水平荷载的传
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图4.17
水平荷载传递路径分析
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更重要的是,竖向荷载和水平荷载对结构的影 首先,从荷载的传递路径来看,竖向荷载传递 是从上到下,简单明了;而水平荷载传递就显得“ 其次,如果把建筑物视为竖立的悬臂梁,如图 4.18所示。
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第一节 荷载的分类与传递 结构上的荷载从何而来?有哪些类型和形式? 不同的荷载其性质有何差异?又怎样计算它们?它 们在结构中是如何传递的?如此等等,面对这些问 题,一是不可回避;二是在结构受力分析和设计时, 荷载的确定是前提。
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一、荷载的分类 在结构上所施加力并让结构来承担的就是荷载。 比如结构自身所固有的重量,即重力,就称为重力 荷载;吹到结构上的风力就称为风荷载;飘落在屋 顶上雪的重量就是雪荷载。如此等等,这说明力和 荷载是本质相同的两种不同的称谓。
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作用在结构上的荷载,可谓是种类繁多,形式 多样。例如,结构自重、水压力、土压力、风荷载、 雪荷载、地震荷载以及人群重量等。这些荷载,有 的比较恒定,有的灵活多变。比如,结构的自重和 风荷载两者的差异性就很大,自重大致恒定不变, 而风荷载却时有时无,有大有小。因此,有必要对
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1)竖向荷载传递 先举一个简单例子。图4.14(a)为一根梁两端 搁在墙上,这一结构是由梁和墙这两种构件联结而
图4.14
竖向荷载传递举例
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再举一稍微复杂的例子,如图4.15(a)所示。 这是由墙支撑的两层梁的情况,而且上部结构都搁 置在一根大跨梁之上。设上梁所加的两荷载皆为P1, 自重为P2;上层的两边墙体的自重均为P3;中梁 所加的两荷载都是P4,自重为P5;下层两边墙体 的自重均为P6;最底部的大跨梁的自重为P7,并
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图4.3
板上的面荷载
图4.4
梁上的线荷载
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图4.5
挡土墙的受力分析
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(1)永久荷载(恒载) 这类荷载具有三定性:作 用时间长久,位置固定,数值不变,故又称为恒载。 例如,结构自身的重力荷载(自重),以及建筑构造 层(楼面、顶棚、装饰面层等)的重力荷载,均属于 永久荷载。图4.9(a)是建筑物承受荷载示意图,图 4.9(b)是结构荷载简图。其中标①者为构件自重, 梁的自重为均布荷载,而柱的自重为集中荷载。
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静力荷载是逐渐增加的荷载,简称静载。其大 小和位置变化,不会引起显著的结构振动;反之, 若荷载作用在结构上会引起显著的结构振动,则称 之为动力荷载,简称动载。结构的自重及其他恒载, 是典型的静力荷载;而动力设备(如吊车)所产生的
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二、荷载的传递路径 结构的主要功能之一就是能够抵抗并传递荷载。 而结构又是由许多构件联结而成,因此,讨论作用 在结构上的荷载是如何沿构件传递的(即荷载传递 的路径),是很有必要的。因为承受荷载的构件是
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图4.18 竖向荷载和水平荷载作用下的结构变形示意图 (a)重力荷载;(b)水平均布荷载;(c)水平倒三角形荷载
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第二节 建筑结构的计算简图 结构的计算简图有三大要素:一是结构上的荷 载,二是约束(如支座、结点等)的简化,三是计算 其实,在此之前所遇到的都是已经简化了的结 构计算简图,并以此计算结构的约束反力和内力。 然而,我们不能只知其然,而不知其所以然。因此 ,对建筑结构如何简化的问题还有必要作进一步研 究。
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图4.1
吊车梁上的荷载
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图4.2
主梁上的荷载
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2)分布荷载 顾名思义,分布荷载是指力在构 件内部或表面上连续分布和作用。分布荷载的大小 用分布集度来表示,意为力的连续分布的密集程度。 分布荷载可分为以下3种: ①体分布荷载 ②面分布荷载 ③线分布荷载
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图4.15
竖向荷载传递分析
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图4.16
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2) 作用在建筑结构上的不仅有竖向荷载,还有水 平荷载,比如风荷载就是最常见的水平荷载。如何 识别水平荷载的传递路径呢?下面举一例加以说明
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