土木工程力学结构的计算简图及分类

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学习探究
实际结构简化的过程
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结
杆
节
支
荷
构
件
点
座
载
体
的
的
的
的
系
简
简
简
简
的
化
化
化
化
简
化
计算简图
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学习探究
31 结构体系的简化
空间结构
平面结构
框架结构
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学习探究
排架结构
空间结构
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平面结构
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学习探究
32 杆件的简化 ——以轴线（粗实线）表示
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
部分刚节、部分铰节的节点称为半铰或复合铰节点。
不完全铰节点
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学习探究
34 结构与基础间连接的简化 ——支座的简化 1.可动绞支座
Fy
可以转动和水平左右移动，但不能竖向上下移动。 提供垂直于支撑面的竖向约束反力
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
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铰节点
不能相对移动，可以相对转动 可以传递力，但不能传递弯矩
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
铰节点连接的杆件受到荷载 作用而产生变形时，铰节点 处各杆件的夹角会发生改变， 约束反力用两对互相垂直、 等大反向的力表示。
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学习探究
补充知识 结构的计算简图及分类
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学习探究
一、知识回顾 1、柔体约束—反力方向沿着绳子背离物体
2、光滑接触面约束—公法线及反力画法
3、圆柱铰链约束—四选一
4、链杆约束—（链杆和二力杆的异同）
5、支座—11种表达及其反力画法
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学习探究
画受力图的步骤
① 选研究对象，画脱离体图；
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学习探究
可动铰支座
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Fy
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学习探究
2.固定铰支座
Fx
Fy
可以转动，但不能竖向移动和水平移动。 提供竖向和水平约束反力。
固定铰支座
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学习探究
3.固定端支座
M Fx
Fy
不能竖向移动、水平移动和转动。 提供竖向、水平约束反力和约束力矩
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学习探究
C
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
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刚节点
不能相对移动和转动 可以传递力和弯矩
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
刚节点连接的杆件受到荷载 作用而产生变形时，刚节点 处各杆件的夹角不会发生改 变，约束反力用两对互相垂 直、等大反向的力加上两对 力偶矩表示。
铰节点实例
上图的钢筋混凝土屋架，其端部与柱顶都有事先预埋的钢 板，吊装就位后，把钢板焊在一起。屋架与柱不能发生相 对位移，但仍然有可能发生微小的相对转动，故常把这种 节点简化为铰节点。
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
刚节点实例
上图(a)所示为现浇钢筋混凝土框架顶层节点的构造。因梁 与柱在节点处，是用混凝土现浇成整体，且配置适量钢筋， 故在节点处，梁与柱既不能相对移动又不能相对转动，此 时便把该节点简化为刚节点，如图(b)所示。
预制钢筋混凝土柱插入杯形基础的两种施工方法
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学习探究
34 结构与基础间连接的简化 ——支座的简化
在杯口四周填入沥青麻丝，柱端可发生微小转动，则可简化 为固定铰支座。
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学习探究
34 结构与基础间连接的简化 ——支座的简化
当杯口四周用细石混凝土填实、地基较好且基础较大时，可 简化为固定支座。
学习探究
土木工程力学
第一章补充知识
结构的计算简图及分类
合肥铁路工程学校 机电教研室
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学习探究 温故知新
学习探究
结构的计算简图及分类
知识强化
提纲挈领
课堂延伸
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学习探究
本节课需要解决的问题:
1、什么是结构计算简图 2、荷载的分类
3、平面杆系结构的分类
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两铰刚架
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学习探究
32 杆件的简化 ——以轴线（粗实线）表示 实例3—刚架
三铰刚架
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
节点
杆件之间的连接
支座
杆件与基础的连接
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
节点的类型：
⑴ 铰节点
受 力
② 首先画上主动力；
图 ③ 明确研究对象所受周围的约束，根据
约束类型，然后再画约束力；
④ 检查是否含有二力杆，如果有首先分析
二力杆;必要时用二力平衡公理、三力平衡汇
交定理确定某些约束力的指向。
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学习探究
一、结构的计Fra Baidu bibliotek简图
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学习探究
一、结构的计算简图
概念 结构
立体
平面
当截面尺寸增大时，将引起较大误差。 如：超过长度的1/4。
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粗线
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32 杆件的简化
——以轴线（粗实线）表示
实例1--屋架
屋架
柱
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基础
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学习探究
32 杆件的简化 ——以轴线（粗实线）表示
柱
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学习探究
32 杆件的简化 ——以轴线（粗实线）表示 实例2—刚架
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学习探究
34 结构与基础间连接的简化 ——支座的简化
一根两端支承在墙上的钢筋混凝土梁，受到均布荷载的作用， 对这样一个最简单的结构，如果要严格按实际情况去计算， 是很困难的。因为梁两端所受到的反力沿墙宽的分布情况十 分复杂，反力无法确定。
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学习探究
34 结构与基础间连接的简化 ——支座的简化
承受荷载起骨架作用的 构件或由其组成的整体
分类
杆系结构 板壳结构
特点
杆件的截面尺 寸远小长度
平面杆系结构
建筑 块体结构
结构
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一、结构的计算简图
计算简图：指对实际结构进行简化，表现主要特点略去次要 因素，用一个简化图形来代替实际结构，这简化图形就称为 实际结构的计算简图。
计算简图选择的原则： 1、尽可能符合实际——计算简图应能反映实际结构的主要 受力和变形性能 2、尽可能简单——计算简图要便于计算
⑵ 刚节点
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化
铰节点实例
上图的木屋架通过预埋在柱子或墙内的螺栓与柱或墙相连 接，屋架与柱不能发生相对位移，但仍然有可能发生微小 的相对转动，故常把这种节点简化为铰节点。
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学习探究
3 杆件间连接的简化 ——节点的简化