第15章 结构的计算简图

15.1基本任务15.2杆系结构的计算简图15.3杆系结构的分类15.4荷载的分类第15章结构的计算简图小结15.1基本任务工程结构（简称结构）：由建筑材料按照一定方式组成的满足功能要求的承重骨架。结构分类：（1）杆系结构：长度远大于截面宽度和高度。（2）板壳结构：厚度远小于它的长度和宽度。（3）实体结构：长、宽、厚3个方向尺寸约为同一数量级。狭义结构：一般指的是杆系结构。通常所说结构力学指的就是杆系结构力学。薄壳屋盖挡土墙简支梁工程实例1）尽可能反映实际结构的主要受力特征。2）略去次要因素，便于分析和计算。15.2杆系结构的计算简图15.2.1计算简图计算前，作出某些合理的简化和假设，略去次要因素，把复杂的实际结构抽象化为简单图形，叫做结构的计算简图。选取计算简图的原则：15.2.2杆件结构的简化b)c)a)1.结构体系的简化——空间结构分解为平面结构1）从结构中选取一个有代表性的平面计算单元2）沿纵向和横向分别按平面结构计算。例如2.杆件的简化——在计算简图中，杆件通常用其轴线表示。3.节点的简化——结构中相互连接的地方为节点。其包括（1）铰节点——节点处各个杆件之间的夹角可以改变。杆端不存在转动约束作用，不引起杆端弯矩，只能产生杆端轴力和剪力。a)b)d)e)f)c)连接板（2）刚节点——在节点处各杆件之间的夹角保持不变。节点对杆端有防止相对转动的约束力矩存在，即除产生杆端轴力和剪力外，还产生杆端弯矩。例如现浇钢筋混凝土刚节点：a)b)4.支座的简化——联系结构与基础或支承部分的装置称为支座。支座对结构的反作用力称为支座反力。（1）可动铰支座——又叫辊轴支座。该支座允许结构绕铰轴转动，又允许结构沿支撑面移动。a)b)c)可动铰支座AFA（2）固定铰支座——又叫铰支座。该支座只允许结构绕铰轴转动，不允许结构沿支撑面方向及与之垂直方向移动。a)b)c)固定铰支座AFAxFAyAFAyFAx（3）固定端支座——所支撑的部分完全被固定。它不允许结构发生转动，也不允许结构发生任何方向的位移。a)固定端支座b)FAxFAyMAAc)FAxFAyMA（4）定向支座——又称为滑动支座。该支座允许结构沿着一个方向即支承面方向平行滑动，但不允许结构转动，也不允许结构沿垂直于支承面方向移动。a)b)定向支座FyAAMA15.2.3计算简图示例1.结构体系的简化单层工业厂房结构体系简化2.平面排架的简化a)b)c)d)15.3杆系结构的分类（1）梁——以受弯为主的杆件，其轴线常为直线。a)单跨梁b)多跨梁（2）拱——轴线为曲线。特点：在竖向荷载作用下，支座处不仅有竖向反力，而且有水平反力产生。a)三铰拱b)无铰拱（3）刚架——由梁和柱组成的结构，其部分或全部节点为刚节点。平面刚架是以受弯为主的梁式构件。（4）桁架——由直杆组成，各杆相连接处全部为铰接点。桁架仅承受节点荷载时，各杆只产生轴向变形和轴向内力，都是二力直杆。（5）组合结构——组合结构是由二力直杆和梁式构件组成的结构。有些杆件只承受轴力，有些杆件还同时承受弯矩和剪力。a)b)↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓l结构的计算简图举例例1：例2：例3：细石混凝土填充↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓15.4荷载的分类狭义荷载：主动作用于结构上的外力，如结构自重，风、雪的压力等。广义荷载：使结构发生内力与变形的任何外部因素，如温度变化、材料收缩等。实际分类：1）根据荷载作用范围，分为分布荷载和集中荷载。2）根据荷载作用时间，分为恒载和活载。3）根据荷载作用性质，分为静力荷载和动力荷载。小结研究对象研究任务杆系结构：梁、拱、刚架、桁架、组合结构等。（1）组成规律（2）合理形式（3）结构在荷载作用下的内力和变形（4）移动荷载作用下内力等量值的变化规律结构的计算简图荷载的分类：狭义荷载，广义荷载。又可分为集中荷载与分布荷载、恒载与活载、静力荷载与动力荷载等。（1）杆件的简化（2）节点的简化（3）支座的简化