建筑力学第三章习题课与作业.ppt

1、建筑力学,第三章 建筑结构的类型和结构计算简图,了解常见建筑结构类型，掌握结构计算简图绘制和结构受力分析。,本章回顾,建筑结构和结构计算简图,建筑荷载的分类与计算,约束的简化和约束力,结构受力分析图,什么是结构计算简图?,结构计算简图对建筑物力学本质的描述，是从力学的角度对建筑物的抽象和简化，这一抽象和简化过程包括三个环节： 建筑物所受荷载的抽象和简化； 约束的抽象和简化； 结构构件的简化和抽象。,结构的简化必须符合结构的实际情况，不是随意的简化。,建筑荷载的分类（一）,按照建筑荷载的性质分为：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 永久荷载(恒载) 长期作用在结构上的不变的荷载。如屋面板、屋架、楼板、

2、墙体、梁、柱等建筑物各部分的自重。,可变荷载 结构上可变动的荷载。如楼面活荷载（如民用建筑楼面活荷载是指民用建筑在使用期间，由人群、 物件、家具、设备等产生的荷载）、吊车荷载、风荷载、雪荷载、积灰荷载等。 可变荷载的确定相对比较复杂，有较大的随机性。为了简化设计流程，荷载规范给出了各类建筑活荷载标准值。,偶然荷载 一般指爆炸力、撞击力等比较意外的荷载。,建筑荷载的分类（二）,按照建筑荷载的分布方式分为：集中荷载、均布荷载、非均布荷载 把次梁传到主梁的荷载作为集中力处理,建筑荷载的分类（二）,楼板的荷载直接传到框架梁上，这时框架梁承受均布荷载。,建筑荷载的分类（二）,水坝压力,非均布荷载,建筑荷

3、载的计算,当建筑物给定后，其尺寸和各种建筑材料的用量就已经确定了，所以，只要根据材料用量和材料密度，就容易计算出作用在该结构上的永久荷载。 同时，根据建筑物的使用环境和情况，依据规范还可以计算出建筑物上的可变荷载、偶然荷载。 建筑结构荷载规范GB 50009-2001,约束的简化和约束力,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束节点；杆件和地基之间的约束支座；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系结构。,杆件、支座、节点,支座的简化汇总,反力数目,反力性质,位移性质,计算简图,支座名称,3.2.3 约束的简化和约束力,杆件、支座、节点,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束节点；杆件和地基之间的

4、约束支座；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系结构。,约束的简化和约束力节点,结构中，把各个杆件连接在一起的区域称为节点。 根据实际构造和受力特点，节点分为： 刚结点、铰结点、组合结点,3.2.3 约束的简化和约束力,杆件、支座、节点,众多杆件通过杆件和杆件之间的约束节点；杆件和地基之间的约束支座；节点、支座联系成为一个非自由的，可抵御外荷载的杆系结构。,杆件的简化,主要研究对象是平面杆系结构： 梁、拱、刚架、桁架,结构受力分析图,实际建筑物抽象成结构计算简图后，问题就转变成了一个纯粹的力学问题。 结构的受力分析图，实际上是以结构某特定部分为对象的示力图,结构受力分析图,受力分析

5、解题的基本要求 结构整体分析 取隔离体，确定研究对象，建立坐标系 进行受力分析：外力，约束反力 分析平衡条件，选择合适的平衡方程求解未知力 结果表述，须说明力的三要素：大小，方向，作用点,例题与作业解答,解： 1、取梁AB为研究对象。 2、受力分析如图，其中Q=q.AB=1003=300N；作用在AB的中点C 。,例： 梁AB上受到一个均布载荷和一个力偶作用，已知载荷集度q = 100N/m，力偶矩大小M = 500 Nm。长度AB = 3m，DB=1m。求活动铰支D 和固定铰支A 的反力。,3、列平衡方程：,4、联立求解： ND= 475 N NAx= 0 NAy= -175 N,例 求图示

6、结构的支座反力。,解：取AB 杆为研究对象画 受力图。,由 FX = 0 ：,由 Fy = 0 ：,由 MA = 0 ：,一个研究对象最多有三个平衡条件，因此研究对象上最多只能有三个未知力。 注意到BC杆有三个未知力，而AB 杆未知力超过三个，所以应先取BC 杆为计算对象，然后再取AB 杆为计算对象。,例 求图示结构的支座反力。,解：,由 FX = 0 ：,由 Fy = 0 ：,由 MB = 0 ：,BC杆：,由 FX = 0 ：,由 Fy = 0 ：,由 MA = 0 ：,AB杆：,注意作用与反作用关系， 所以：,3-4 作图示结构杆件AB的示力图。 (a) 解：受力分析，作示力图 建立坐标

7、系，列平衡方程,说明受力方向,（b）解：受力分析,3-5 作图示结构ABCD的示力图。 (a) 解：受力分析，作示力图,说明受力方向,（b）解： 受力分析,3-6 求支座A的反力 (a)解：首先进行取隔离体，受力分析 建立坐标系，列平衡方程,说明受力方向,3-6 求支座A的反力 (b)解：首先进行取隔离体，受力分析 建立坐标系，列平衡方程,说明： 解题时需要注意规范性，列方程时 应写清楚具体是对整体或某一局部（或一点） 进行的受力分析，而且须有必要的文字说明。 应该注意所求力实际方向与原假设 方向的关系。,绘制梁AB和BC的受力分析图，并求支座A和C的约束反力。,解：该结构体系由两个结构构件组成 整体受力分析，需分别受力分析求解 对BC建立隔离体，受力分析,