杆件结构的计算简图

1、All Rights Reserved重庆大学土木工程学院1.21.2杆件结构的计算简图杆件结构的计算简图 一、结构的计算简图一、结构的计算简图实际结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，实际结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，既不可能，也无必要。结构的计算简图是力学计算的基础，极为既不可能，也无必要。结构的计算简图是力学计算的基础，极为重要。重要。 在结构计算中，经过科学抽象加以简化，用以代替实际在结构计算中，经过科学抽象加以简化，用以代替实际结构的计算图形，称为结构的计算简图。结构的计算图形，称为结构的计算简图。 二、选取的原则及要求二、选取的原则及要求选取的原

2、则是：选取的原则是：一要从实际出发，二要分清主次。一要从实际出发，二要分清主次。 All Rights Reserved重庆大学土木工程学院选取的要求是：选取的要求是：既要尽可能正确反映结构的实际工作既要尽可能正确反映结构的实际工作状态，又要尽可能使计算简化。状态，又要尽可能使计算简化。 有时，根据不同的要求和具体情况，对于同一实际结有时，根据不同的要求和具体情况，对于同一实际结构也可选取不同的计算简图。例如，在初步设计阶段，构也可选取不同的计算简图。例如，在初步设计阶段，可选取比较粗略的计算简图，而在施工图设计阶段，可选取比较粗略的计算简图，而在施工图设计阶段，则可选取较为精确的计算简图；用

3、手算时，可选取较则可选取较为精确的计算简图；用手算时，可选取较为简单的计算简图，而采用电算时，则可选取较为复为简单的计算简图，而采用电算时，则可选取较为复杂的计算简图。杂的计算简图。 二、选取的原则及要求二、选取的原则及要求All Rights Reserved重庆大学土木工程学院三、实际杆件结构的简化三、实际杆件结构的简化1、杆件体系的简化、杆件体系的简化实际工程结构都是空间结构，在大多数情况下，常可忽实际工程结构都是空间结构，在大多数情况下，常可忽略一些次要的空间约束而将其分解为平面结构，使计算略一些次要的空间约束而将其分解为平面结构，使计算得到简化。得到简化。本书主要讨论平面杆件结构的计

4、算问题本书主要讨论平面杆件结构的计算问题。 2、几何形式的简化、几何形式的简化 无论是直杆或曲杆，均可以其无论是直杆或曲杆，均可以其轴线（截面形心的连线）轴线（截面形心的连线）代替杆件，代替杆件，而将杆轴线形成的几何轮廓来代替原结构。而将杆轴线形成的几何轮廓来代替原结构。 All Rights Reserved重庆大学土木工程学院3 3、材料性质的简化、材料性质的简化一般均假设为连续、均匀、各向同性、完全弹性或弹塑性。一般均假设为连续、均匀、各向同性、完全弹性或弹塑性。4、支座的简化、支座的简化（1）滚活动铰支座（轴支座、辊轴支座）滚活动铰支座（轴支座、辊轴支座）AAAFAy 三、实际杆件结构

5、的简化三、实际杆件结构的简化All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（2）固定铰支座（不动铰支座）固定铰支座（不动铰支座） AAAAFAy FAxAll Rights Reserved重庆大学土木工程学院（3）固定支座）固定支座 AAFAx FAy MA All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（3）固定支座）固定支座 All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（4）定向支座（滑动支座，双链杆支座）定向支座（滑动支座，双链杆支座） AAAMAFAxFAyFAyMAMAAll Rights Reserved重庆大学土木工程学院（4）定向支座（滑

6、动支座，双链杆支座）定向支座（滑动支座，双链杆支座） All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（5）弹性支座）弹性支座抗移动弹性支座抗移动弹性支座抗转动弹性支座抗转动弹性支座AAFAyFAyMAkkAll Rights Reserved重庆大学土木工程学院5、结点的简化、结点的简化（1）刚结点）刚结点：其变形特征和受力特点是，汇交于结点的各：其变形特征和受力特点是，汇交于结点的各杆端之间不能发生相对转动；刚结点处不但能承受和传递杆端之间不能发生相对转动；刚结点处不但能承受和传递力，而且能承受和传递力偶。力，而且能承受和传递力偶。 A角度角度 不变不变 AFAyFAyFAxFA

7、xMAMAAa aa aFPAll Rights Reserved重庆大学土木工程学院（2）铰结点：）铰结点：其变形特征和受力特点是，汇交于结点其变形特征和受力特点是，汇交于结点的各杆端可以绕结点自由转动；在铰结点处，只能承受的各杆端可以绕结点自由转动；在铰结点处，只能承受和传递力，而不能传递力偶。和传递力，而不能传递力偶。 A角度角度可变可变FAyAFAyFAxFAx5、结点的简化、结点的简化All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（3）组合结点）组合结点（又称不完全铰结点或半铰结点）：在（又称不完全铰结点或半铰结点）：在同一结点上，部分刚结，部分铰结。同一结点上，部分刚结

8、，部分铰结。 组合结点组合结点 A5、结点的简化、结点的简化All Rights Reserved重庆大学土木工程学院（3）组合结点）组合结点All Rights Reserved重庆大学土木工程学院6、荷载的简化、荷载的简化在对结构进行分析时，常将荷载简化为沿杆轴连续分布在对结构进行分析时，常将荷载简化为沿杆轴连续分布的的线荷载线荷载或作用在一点的或作用在一点的集中力集中力。 例如，对于横放的等截面杆，可以将其自重简化为沿杆例如，对于横放的等截面杆，可以将其自重简化为沿杆长均匀分布的线荷载；水坝进行计算时，常取单位长度长均匀分布的线荷载；水坝进行计算时，常取单位长度的坝段（例如的坝段（例如1

9、m），将水压力简化为作用在坝段对称面），将水压力简化为作用在坝段对称面内，与水深成正比的线性分布荷载。内，与水深成正比的线性分布荷载。又如，当荷载的作用面积相对于构件的几何尺寸很小时，又如，当荷载的作用面积相对于构件的几何尺寸很小时，可以将其简化为集中力。工业厂房中，通过轮子作用在可以将其简化为集中力。工业厂房中，通过轮子作用在吊车梁上的吊车荷载，由于轮子与吊车梁的接触面积很吊车梁上的吊车荷载，由于轮子与吊车梁的接触面积很小，可以将轮压看作是作用在吊车梁上的集中荷载。小，可以将轮压看作是作用在吊车梁上的集中荷载。All Rights Reserved重庆大学土木工程学院四、计算简图示例四、计算

10、简图示例（a)a)图中横梁图中横梁ABAB及竖及竖杆杆CDCD有钢筋混凝土做有钢筋混凝土做成，但成，但CDCD的截面远小的截面远小于于ABAB，ADAD及及BDBD则为则为16Mn16Mn园钢。园钢。支座简化：将支座简支座简化：将支座简化为一端固定铰支座化为一端固定铰支座另一端简化为活动铰另一端简化为活动铰支座。支座。结点简化：结点简化：ABAB杆截面抗弯刚度较大看为连续杆，杆杆截面抗弯刚度较大看为连续杆，杆CDCD、ADAD及及BDBD的抗弯刚度小，主要承受轴力，看成两端铰结的的抗弯刚度小，主要承受轴力，看成两端铰结的二力杆。二力杆。All Rights Reserved重庆大学土木工程学院拱式屋架计算简图拱式屋架计算简图All Rights Reserved重庆大学土木工程学院钢木混合屋架计算简图钢木混合屋架计算简图All Rights Reserved重庆大学土木工程学院钢筋混凝土现浇整体式框架计算简图钢筋混凝土现浇整体式框架计算简图