典型结构受力分析——结构是怎样受力的

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结构力学第三章静定结构受力分析

结构力学第三章静定结构受力分析

MA

0, FP

l 2
YB
l

0,YB

FP 2
()
Fy

0,YA
YB

0,YA

YB


Fp 2
()
例2: 求图示刚架的约束力 q
C
A
ql
l
l
l
B
A
ql
ql
C
XC
YC
FNAB
解:
Fy 0,YC 0
MA

0, ql
l 2

XC
l

0,
XC

1 2
ql()
弹性变形,而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和 弹性变形。因此,多跨静定梁的内力计算顺序也可根据作用于结构上 的荷载的传力路线来决定。
40k N
80k N·m
20k N/m
AB
CD
EF
G
H
2m 2m 2m 1m 2m 2m 1m
4m
2m
50构造关系图 40k N
C 20 A B 50
Fy 0,YA YB 2ql 0,YA ql() 3)取AB为隔离体
2)取AC为隔离体
Fy 0, YC YA ql 0
Fx 0, XB X A ql / 2()
l MC 0, X A l ql 2 YB l 0, X A ql / 2()
A
B
C D E FG
1m 1m 2m 2m 1m 1m
A C D E FG B
13 17
26 8
7 15 23 30

第三章3静定结构受力分析(平面刚架)

第三章3静定结构受力分析(平面刚架)

MA= qa2+2qa2-2aYB=0 (1)
2) 对中间铰C建立矩平衡方程 qa
MB=0.5qa2+2aXB -aYB=0 (2) 解方程(1)和(2)可得
a
XB=0.5qa YB=1.5qa 3) 再由整体平衡 X=0 解得 XA=-0.5qa Y=0 解得 YA=0.5qa
qa/X2 A YA
1/2qa2
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
C
1/2qa2
A
a
a
qa2 q
B XqBa/2 YB
2 绘制弯矩图
注意:三铰刚架绘制弯矩图往往只须求一水平反力,然后由 支座作起!!
画三铰刚架弯矩图
CM
O M
M/2
M/2
a
C
A
B
a
a
Mo=m-2a×XB=0, 得 XB=M/2a
注意:
A
RA
B
XB
YB
1、三铰刚架仅半边有荷载,另半边为二力体,其反力沿两铰连线,
§3-3 静定平面刚架
一. 刚架的受力特点

1 8
ql2
l
1 ql2 8
刚架
桁架
弯矩分布均匀 可利用空间大
§3-3 静定刚架受力分析
一. 刚架的受力特点 二. 刚架的支座反力计算
静定刚架的分类:
三铰刚架 (三铰结构)
简支刚架 悬臂刚架
单体刚架 (联合结构)
复合刚架 (主从结构)
1.单体刚架(联合结构)的支座反力(约束力)计算
三. 刚架指定截面内力计算
四.刚架的内力分析及内力图的绘制
①分段:根据荷载不连续点、结点分段。 ②定形:根据每段内的荷载情况,定出内力图的形状。 ③求值:由截面法或内力算式,求出各控制截面的内力值。

1.2 典型结构受力分析(1)——结构是怎样受力的

1.2 典型结构受力分析(1)——结构是怎样受力的
人体在运动状态时,杠体和立柱的上端相 连,人的作用力通过杠体作用于立柱,将可能 发生弯曲变形,如果要向前发生弯曲,请问有 什么方法可以削弱或抵消这种弯曲呢?
*立柱埋深一点 *用一个力从反方 向拉
思考:
运动员从单杠前侧向后侧运动,起削 弱和平衡作用的是哪些拉杆? 拉杆4和6
小结: 1、介绍了几种常见的力及其 变形; 2、单杠结构分析; 3、单杠构件的受力与变形情 况分析。 4、理解结构的本质。
构件受外力作用时,要发生形状 或大小的改变,这种改变称为变形。 常见的力与变形:
拉力所产生的 变形为拉伸
常见的力与变形
压力所产生的 变形为压缩
常见的力与变形
当杆件受到与 杆纵轴线相垂直的 外力作用时,杆件 产生的变形为弯曲, 发生弯曲变形的构 件,称为梁。 如:使用弓、 使用臂力器、撑杆 跳高
长凳要求既牢固又稳定,凳面在使用 时要求不能发生明显的变形。 设计时要求凳面有一定的厚度和宽度 跳板是悬臂梁受力变形,运动员在板 端起跳,跳板在压力的作用下,产生明显 的弯曲变形,促进运动员完成空中的动作。
结论:物体的结构是由物体的功 能和需要决定的。
一、单杠结构分析
1、单杠的结构
奥运小知识
奥运会男女体操单项比赛项 目分别是什么? 男子单项:自由操、跳马、 吊环、双杠、单杠、鞍马 女子单项:自由操、跳马、 平衡木、高低杠
常见的力与变形
剪切力:两个距 离很近,大小相 等,方向相反, 且作用于同一物 体上的平行的力。
常见的力与变形
扭转力:反方 向向物体两端 均匀施力,使 物体发生扭转 形变的力。
问题思考:
长条板凳的凳面和跳板,同视为梁,然 而,在使用中,对前者不让它发生明显变形, 对后者却让它发生明显变形,这是基于什么 考虑而设计的?

建筑结构受力特点及其构造

建筑结构受力特点及其构造

建筑结构受力特点及其构造建筑结构是指建筑物的骨架,它承担了建筑物自身重量和外部荷载,并将荷载传递至地基。

建筑结构设计的目标是确保建筑物的安全性、稳定性和经济性。

本文将探讨建筑结构受力特点及其构造,并提供相关课件。

一、建筑结构受力特点1.受力多方向建筑结构通常同时受到重力、风荷载、地震力等多个方向的作用力,这些作用力要在结构内部产生复杂的受力状况。

2.受力不均匀建筑结构在荷载作用下,不同部位受力不均匀。

例如,地震力主要集中在建筑物的底部,而风荷载主要作用在建筑物的顶部。

3.受力渐进荷载作用下,结构内部的应力分布和变形逐渐增加,并逐渐达到稳定状态。

因此,在结构设计中要充分考虑荷载渐进性对结构性能的影响。

4.刚度不均匀建筑结构的刚度不同,一些结构部位刚度较大,负责承担大部分荷载,而其他结构部位的刚度较小,承受较小的荷载。

5.具有破坏机制建筑结构在受到过大荷载作用或其他不利因素的影响时,会发生破坏。

不同类型的结构有不同的破坏形态,如桁架结构常发生节点破坏、框架结构易出现柱破坏等。

二、建筑结构构造建筑结构的构造是指结构组成部分的形式、连接方式、材料选择等。

不同类型的建筑结构有不同的构造方式。

1.框架结构框架结构是由柱、梁、楼板等构件组成的,常用于多层或高层建筑。

它的特点是构件清晰、分布均匀,能够承受沿多个方向的荷载。

2.壳体结构壳体结构利用曲面形状承担荷载,常见的有球壳、圆柱壳等。

它的特点是结构轻巧、适用于大跨度的建筑,但施工难度较大。

3.桁架结构桁架结构由节点和杆件组成,广泛应用于各类大跨度厂房、体育馆等。

它的特点是梁和柱的尺寸相对较小,能够承受大跨度的荷载。

4.钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土组成的,常用于住宅、商业建筑等。

它的特点是强度高、刚度大,能满足大部分建筑的要求。

5.钢结构钢结构是由钢材构成的,常用于大型工厂、桥梁等。

它的特点是强度高、抗震性能好,但施工复杂、成本较高。

结构构造的选择取决于建筑的功能、形式和地理位置等因素,必须综合考虑经济性、安全性和可行性。

土木工程结构力学基本知识解析

土木工程结构力学基本知识解析

土木工程结构力学基本知识解析土木工程结构力学是土木工程中一门重要的基础学科,主要研究各种结构的力学性能和力学行为。

本文将对土木工程结构力学的基本知识进行解析,包括力的基本概念、应力与变形的关系、结构受力分析、应力分析和变形分析等方面的内容。

一、力的基本概念力是物体相互作用的结果,是描述物体受力情况的物理量。

力的基本概念包括力的大小、方向和作用点等要素。

在土木工程中,我们通常关注结构所受到的外力和内力。

外力是作用于结构上的力,包括静力学的重力、支反力以及动力学的风荷载、地震力等。

设计土木工程结构时,需要对这些外力进行合理估计和计算,以保证结构的安全性。

内力是结构内部各点之间相互作用的结果,是力学分析的重要内容。

常见的内力有轴力、剪力和弯矩。

了解结构内部的内力分布情况,可以帮助工程师评估结构的抗力能力,从而优化结构设计。

二、应力与变形的关系应力和变形是结构力学分析中的两个重要概念,它们之间存在密切的关系。

应力是单位面积上的力,是描述结构内部力学行为的物理量。

常见的应力有压应力、拉应力和剪应力。

应力的分布情况会直接影响结构的承载能力和稳定性。

变形是结构在受力作用下发生的尺寸、形状或位置的改变。

结构的变形既包括弹性变形,也包括塑性变形。

弹性变形是结构在受力作用下能够恢复原状的变形,而塑性变形则是结构受力超过其塑性极限时发生的不可恢复的变形。

应力与变形之间的关系可以通过应变来描述。

应变是描述物体变形程度的物理量,可以用应变率表示。

根据材料力学性质的不同,应力与应变之间存在不同的本构关系,如胡克定律等。

三、结构受力分析结构受力分析是土木工程结构设计的基础,它主要研究结构所受到的外力和内力的计算和分析。

在结构受力分析中,首先需要确定结构所受的外力,包括静力学和动力学的作用力。

然后,根据结构的几何形状、材料特性和内力分布等信息,采用静力学、动力学和能力法等方法对结构进行受力分析。

通过受力分析,可以计算出结构各点的内力和应力分布情况。

典型案例分析-结构是怎样受力

典型案例分析-结构是怎样受力
2 力的传递
力在结构的各个部分之间传递,确保力的平衡和稳定。
3 应力和应变
受力后,结构的材料会发生应力和应变,这需要根据材料的性质进行合理的设计。
典型案例一:桥梁结构
悬索桥
特点是主梁悬挂在主塔上,通 过悬索支撑。
拱桥
通过拱形结构均匀分配力,能 够承受大跨度的荷载。
梁桥
由梁和支撑结构组成,适合较 小跨度和荷载。
典型案例分析-结构是怎 样受力
在这个演示中,我们将探讨结构受力的基本原理,并通过典型的桥梁、建筑 和机械结构案例来展示这些原理。
引言
结构是指由不同部分组合而成的整体,它们通过相互作用和受力来保持稳定。 了解结构受力的基本原理对于设计和维护安全可靠的结构至关重要。
结构受力的基本原理
1 力的作用
结构受到来自外部和内部的力的作用,如重力、风力、荷载等。
3
滑轨结构
使用滑动轨道来达到精密控制和平滑运动。
结构受力的重要因素
1 荷载类型
不同类型的荷载会对结构产生不同的影响,如静载、动载和自重等。
2 材料特性
结构的材料特性如强度、刚度、脆性等会影响其受力性能。
3 环境因素
温度变化、湿度、风力等环境因素也会对结构的受力产生影响。
总结和展望
通过对典型案例的分析,我们了解了结构受力的基本原理和重要因建造更安全、可持续的结 构。
典型案例二:建筑结构
钢结构
使用高强度钢材建造的结 构,轻巧且能够承受巨大 的重量。
混凝土结构
由混凝土块、板或柱组成 的结构,具有优异的抗压 强度。
木结构
使用木材构建的结构,具 有良好的耐震性和环保性。
典型案例三:机械结构
1
齿轮传动

结构力学第7章力法

结构力学第7章力法力法是结构力学中的一种分析方法,通过力法可以计算结构系统中各个构件的受力情况。

力法分为两种,即静力法和动力法。

静力法是力法的一种基本形式,它假设结构系统处于静止状态,通过平衡条件来计算结构中构件的受力。

在应用静力法时,我们根据不同的受力情况选择适当的计算方法。

常见的静力法有三种,即图解法、解析法和力平衡方程法。

图解法是最直观、易于理解和应用的方法之一、在图解法中,我们首先绘制结构的荷载图和支座反力图。

然后,根据等效荷载和支座反力,我们可以通过直观的力平衡图来计算结构中各个构件的受力情况。

解析法是一种较为精确的力法方法。

在解析法中,我们可以通过力平衡方程来计算结构中各个构件的受力。

通过将力平衡方程应用于不同的构件,我们可以得到方程组,并解得未知力的数值。

常见的解析法有支反推移法、拆解法和替换法。

支反推移法是一种常见的解析法,它通过将处于平衡状态的内力反向传递来计算结构中各个构件的受力。

该方法适用于简单、对称的结构系统。

拆解法是一种适用于复杂结构的方法,它将结构系统拆解为多个简单结构,在每个简单结构中应用平衡条件计算受力。

替换法是一种常用于桁架结构的方法,它通过将构件按照等效的支座反力进行替换,然后计算受力。

力平衡方程法是一种广泛应用于结构力学中的方法。

在力平衡方程法中,我们通过应用力平衡方程来计算结构中各个构件的受力。

在计算过程中,我们需要考虑结构的平衡条件、力的合成和分解等因素。

常见的力平衡方程法有梁静力法、杆件静力法和平面结构静力法等。

动力法是力法的另一种形式,它适用于分析结构在动力作用下的响应。

动力法通过求解结构的动力方程,计算结构的振动、位移和应力等。

常见的动力法有等效荷载法、阻尼振动法和模态分析法等。

等效荷载法是一种常用的动力法,它将随机振动转化为与之等效的静力荷载,然后用静力法来计算结构的受力情况。

阻尼振动法是一种考虑结构阻尼特性的动力法,它在动力方程中引入阻尼项,计算结构的振动衰减情况。

典型结构受力分析案例(拓展)

1、单杠受力和变形分析
杠体
名词解释 立
外力

拉杆
荷载
(1)杠体的受力
同一荷载在静态、动态下, 结构承受的外力往往不同
杠体受力变形总结: • 运动员对杠体施加了外力,使得杠体发生 弯曲变形 • 杠体弯曲变形的方向与杠体受外力的方向 一致
• 当人体静挂或静骑在杠体上时
杠体与人的重力
• 当人体回转到单杠的一侧(如单杠的前面)时
补充知识3——内力
• 例:尺子 • 物体由于外因而变形时,在物体内各质点之间会 产生一种相互作用的力,以抵抗这种外因的作用, 并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位 置,这种力称为内力。 • 内力反映了材料抵抗荷载破坏的能力,即强度的 大小。
补充知识4——应力•Leabharlann 截面某一点单位面积上的内力称为应力。
杠体与人的重力以及运动员运动时 手的拉力 结构中的某构件可能是其他构件的荷载
(1)构件——梁(拱架)的受力 对于梁(拱架)来说:
• 恒载:塑料棚膜、后屋面、梁(拱架) 的自重 • 活载:雪载、风载等
• 拱结构:即中间高四周低呈弧形的曲面。 • 荷载压力作用于拱上,圆拱再把力传到其四周的 支撑上。 • 拱的受力面积大,例如雪荷载 • 拱结构对承受荷载有利
• 应力σ= ΔF/ΔS 。
• 应力会随着外力的增加而增长
• 极限应力
• 认识到: 拱结构既有利于承载,又美观 • 在较大的跨度情况下,建筑物多采用拱结构。
补充知识2——荷载 荷载:
施加于机械或结构上的外力在力学中通常被称为荷载。
• 依据不同的标准,荷载有不同的分类。 • 按荷载随时间的变化分为: 恒载(永久性荷载):作用于结构上长期不变的荷载 活载(可变性荷载):作用于结构上可变的荷载 例:结构自重、风荷载、雪荷载 立柱——杠体、人体

典型结构受力分析结构是怎样受力的

回顾
1、结构的含义及本质 2、结构的基本分类有哪些,分类的标准
是什么?
结论:不同结构,具有不同的功能,能承受不 同的力,抵抗不同的变形。结构如何受力?如
何抵抗住变形呢?
第二节 典型结构案例分析
--结构是怎样受力的
1、单杠受力和变形分析
• 看一段视频
杠体
名词解释

外力柱
拉杆
荷载
(1)杠体的受力
同一荷载在静态、动态下, 结构承受的外力往往不同
杠体受到的力的方向
• 弯曲力:人对杠体施加的外力,包括人体质量和回 转运动产生的离心力,使得杠体发生弯曲变形
杠体受力变形总结:
• 运动员对杠体施加了外力,使得杠体发生弯曲变 形
• 杠体弯曲变形的方向:随人体回转所到的空间位 置的变化而变化,即杠体总是朝着人体所在的瞬 间位置的方向发生弯曲
单摆实验示意图
我们的观察首先从鸡蛋,特别是从蛋壳开始。蛋壳是由94% 的碳酸钙(以方解石晶体的形式)、1%的碳酸镁、1%的磷 酸钙和4%的蛋白质构成的。方解石晶体基本上是随意排列 的,因此在晶体之间形成了许许多多的小孔,这些蛋孔可以 让空气和湿气能通过,而空气和湿度对于雏鸡,当然还有细 菌(比如沙门氏菌)的生存来说是必不可少的。
F

小球对固定点的作用力的方向,从固定 点指向小球球心所处的瞬间位置。
• 运动员在杠体上转动,其侧视图与 单摆类似:杠体相当于固定点,人 相当于小球。
• 所以,任意论一:
杠体总是朝着人体所在的瞬间
位置的方向上发生弯曲。
(2)立柱的受力与变形分析
拱上,圆拱再把力传到其四周的支撑上。
• 拱结构优点:利于承载,美观
赵州桥
小试验 ——比较不同形状的纸板承受压力的大小

典型结构受力分析结构是怎样受力的共54页

55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
典型结构受力分析结构是怎样受力的
1、纪律是管理关系的。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢!
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
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压力:挤压物体的力,产生压缩变形 。 例子:压订书机、坐板凳、压路机压路
A
22
(4)修理草坪——
剪切力:两个距离很近,大小相等,方向相反, 且作用于同一物体上的平行的力。
例 子:剪刀剪纸、钢丝钳钳钢丝
A
23
(5)拧干衣服——
扭转力:反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转 形变的力。
例 子:拧麻花条
• 内力反映了材料抵抗荷载破坏的能力,即强度的 大小。
A
27
补充知识4——应力
• 截面某一点单位面积上的内力称为应力。 • 应力σ= ΔF/ΔS 。 • 应力会随着外力的增加而增长 • 极限应力 • 许用应力
A
28
小结
• 典型结构案例分析:
分析结构受力的方法:
(1)单杠受力和变形分析
结构 构件
• 活载:雪载、风载等
A
13
• 拱结构:即中间高四周低呈弧形的曲面。
• 荷载压力作用于拱上,圆拱再把力传到其四周的 支撑上。
• 拱的受力面积大,例如雪荷载
• 拱结构对承受荷载有利
A
Байду номын сангаас
14
• 认识到: 拱结构既有利于承载,又美观
• 在较大的跨度情况下,建筑物多采用拱结构。
A
15
(2)构件——墙的受力 对于墙(和立柱)来说:
恒载(永久性荷载):作用于结构上长期不变的荷载 活载(可变性荷载):作用于结构上可变的荷载
例:结构自重、风荷载、雪荷载 立柱——杠体、人体
A
26
补充知识3——内力
• 例:尺子
• 物体由于外因而变形时,在物体内各质点之间会 产生一种相互作用的力,以抵抗这种外因的作用, 并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位 置,这种力称为内力。
• 拉杆:辅助立柱抵抗弯曲 变形趋势
A
10
2、棚室屋架结构受力分析
A
11
1 草帘 2 塑料棚膜 3 后屋面 4 拱架(梁) 5 立柱 6 后墙 7 通道 8 防寒沟 9 防渗膜固定槽 10 防渗膜 11 混凝土墙
A
12
(1)构件——梁(拱架)的受力
对于梁(拱架)来说:
• 恒载:塑料棚膜、后屋面、梁(拱架) 的自重
• 恒载:梁(拱架)的质量、屋面(草帘、塑料棚膜) • 活载:雪载、风载等
A
16
• 荷载压力——由恒载和雪载生成。 • 墙受压力时的情形。
A
17
• 荷载中的风载,作用于棚室的情况比较复 杂,它与风的作用方向有关。
压力
推力
A
18
补充知识1——外力的基本形式
• 构件所受的外力形式多样,基本形式有弯曲力、 拉力、压力、剪切力、扭转力等。
杠体与人的重力以及运动员运动时 手的拉力 结构中的某构件可能是其他构件的荷载
A
8
• 问题:杠体和立柱的上端相连,人的作用力通过 杠体作用于立柱,立柱产生弯曲变形趋势,如果要 向前发生弯曲,请问同学们,有什么方法可以削 弱或抵消这种弯曲呢?
• 立柱埋深一点 • 用一个力从反方向拉
A
9
(3)拉杆的作用
(2)棚室屋架受力与变形分析 总荷载 恒载、活载
• 补充知识:
1)外力的基本形式 2)荷载 3)内力 4)应力
A
29
本节课结束!
A
30
A
31
A
24
连线
拉力 压力
作用于物体 ,使它产生弯曲的力
两个距离很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的 平行力
剪切力 挤压物体的力
扭转力 物体所承受的拉拽力
弯曲力
反方向向物体两端均匀 施力,使物体发生扭转形 变的力
A
25
补充知识2——荷载
荷载:
施加于机械或结构上的外力在力学中通常被称为荷载。
• 依据不同的标准,荷载有不同的分类。 • 按荷载随时间的变化分为:
• 任意时刻,人对杠体的作用力,其方向,都是从杠 体指向人重心所处的瞬间位置。
A
5
杠体受力变形总结:
• 运动员对杠体施加了外力,使得杠体发生 弯曲变形
• 杠体弯曲变形的方向与杠体受外力的方向 一致
A
6
(2)立柱的受力与变形分析
A
7
• 当人体静挂或静骑在杠体上时
杠体与人的重力
• 当人体回转到单杠的一侧(如单杠的前面)时
• 在受外力作用时,构件会发生形状或大小的改变, 这种改变称为变形。
A
19
(1)钓鱼——
弯曲力:作用于物体,使它产生弯曲变形的力 (与构件纵轴线相垂直)
例 子:使用弓、使用臂力器、撑杆跳高
A
20
(2)拔河——
拉力:物体所承受的拉拽力,产生拉伸变形 。 例子:拉面、油条、拉力器
A
21
(3)趁热打铁——
回顾
1、结构的定义、构件、力学本质 2、结构的基本分类有哪些,分类的标准
是什么?
枣庄八中高二通用技术组
A
1
第二节 典型结构案例分析
--结构是怎样受力的
A
2
1、单杠受力和变形分析
• 看一段视频
杠体
名词解释

外力柱
拉杆
荷载
A
3
(1)杠体的受力
同一荷载在静态、动态下, 结构承受的外力往往不同
A
4
杠体受到的力的方向
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