工程結(jié)構(gòu)的抗力體系文檔ppt第1頁，共42頁。第三講工程結(jié)構(gòu)的抗力體系8/9/20252第2頁，共42頁。上次課的回顧（幾點思考）1.定性結(jié)構(gòu)力學概念的提出？課程的目的？意義？定性結(jié)構(gòu)力學的概念是上世紀九十年代提出的（同濟大學稱之為概念結(jié)構(gòu)力學，東南大學稱為趣味結(jié)構(gòu)力學）。古代以師傅帶徒弟的方式進行定性的教育，如今大批量的培養(yǎng)專業(yè)人才，定量的方法極大地豐富，從而弱化了定性能力的培養(yǎng)。

概念設計、估算判斷。8/9/20253第3頁，共42頁。2.應由定性結(jié)構(gòu)力學引申到所有力學課程知識的提煉與升華。3.結(jié)構(gòu)計算模型的簡化與計算目的有關(guān)，完全正確的計算模型

是沒有的。4.定性與定量的關(guān)系通過定量分析使定性能力得到提高，古代是通過實踐經(jīng)驗的總結(jié)得到定性能力的提高。5.工程中是不會給你出結(jié)構(gòu)力學的題目讓你算的。8/9/20254第4頁，共42頁。8/9/20255第5頁，共42頁。6.試對以下結(jié)構(gòu)進行幾何組成分析，看看能得到什么結(jié)論？(d)8/9/20256第6頁，共42頁。7.目前的教育是老師提出問題，由學生來分析問題，解決問題。你們想想問題是怎么提出的呢？8.疊加原理的應用條件。什么是線彈性？其數(shù)學表示是什么？9.強調(diào)用專業(yè)的眼光來看待所有的結(jié)構(gòu)問題?？傮w感覺：本門課程信息量大，如何抓住重點是個難題!8/9/20257第7頁，共42頁。一、結(jié)點與支座剛結(jié)點鉸結(jié)點剛結(jié)8/9/20258第8頁，共42頁。鉸結(jié)8/9/20259第9頁，共42頁。半剛半鉸結(jié)點8/9/202510第10頁，共42頁。基礎支座形式8/9/202511第11頁，共42頁。8/9/202512第12頁，共42頁。8/9/202513第13頁，共42頁。8/9/202514第14頁，共42頁。8/9/202515第15頁，共42頁。8/9/202516第16頁，共42頁。二、荷載的傳遞路徑8/9/202517第17頁，共42頁。8/9/202518第18頁，共42頁。8/9/202519第19頁，共42頁。試比較方案（一）和方案（二）的兩種結(jié)構(gòu)形式，在幾何尺寸、材料參數(shù)和外荷載均相同的情況下，哪種方案更加合理，即內(nèi)力較小。方案（二）方案（一）8/9/202520第20頁，共42頁。方案（二）方案（一）彎矩圖8/9/202521第21頁，共42頁。方案（二）方案（一）剪力圖8/9/202522第22頁，共42頁。方案（二）方案（一）軸力圖8/9/202523第23頁，共42頁。樓板梁柱基礎8/9/202524第24頁，共42頁。實際結(jié)構(gòu)計算簡圖的簡化

8/9/202525第25頁，共42頁。靜定桁架的合理外形與腹桿布置

弦桿——抗彎能力，腹桿——抗剪能力。原則：當簡支桁架的弦桿外形與相應的簡支梁彎矩圖形狀接近時，上下弦桿所受軸力較均勻，比較合理。因斜桿軸力的豎向分量與代梁相應剪力相同，因此應根據(jù)材料性質(zhì)合理布置斜桿，充分發(fā)揮材料的強度。桁架的合理高度可進行計算。8/9/202526第26頁，共42頁。剛架——軸向變形的影響

剛架主要內(nèi)力是彎矩。在高層結(jié)構(gòu)或軸力很大的剛架中，軸向變形的影響不可忽略。決定軸向變形影響大小的主要因素：軸力的相對大??；桿件長度與橫截面尺寸的比例（長細比）。8/9/202527第27頁，共42頁。剛架——剪切變形的影響

當桿件截面尺寸與桿長的比值不大時，剪切變形對內(nèi)力和位移的影響都很小，可以忽略。當比值較大時，剪切變形的影響應予考慮。決定剪切變形影響大小的主要因素：桿件截面尺寸與桿長比值；與截面形狀和材料性質(zhì)也有關(guān)。8/9/202528第28頁，共42頁。溫度變化的定性分析

超靜定梁和剛架的應變與位移是由內(nèi)力和溫度變化共同產(chǎn)生的。靜定結(jié)構(gòu)在溫度變化時不產(chǎn)生內(nèi)力，但有變形。在溫度變化因素作用下計算位移時，一般應考慮軸向變形而忽略剪切變形。

8/9/202529第29頁，共42頁。溫度變化的定性分析

8/9/202530第30頁，共42頁。試畫出如下結(jié)構(gòu)的彎矩圖8/9/202531第31頁，共42頁。三、水平與豎向抗力體系

低層、多層與高層建筑的豎向及水平結(jié)構(gòu)體系設計的基本原理是相同的。但隨著高度的增加，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形則要大很多。在高層建筑中，主要的設計問題是抗彎和抵抗變形。

增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度8/9/202532第32頁，共42頁。

設計結(jié)構(gòu)分體系應使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用

增大受荷載最有效的構(gòu)件截面

使大部分豎向荷載直接由最主要抗彎構(gòu)件承受

在豎向結(jié)構(gòu)分體系中，合理布置實心墻或斜撐構(gòu)件，

可以有效的抵抗每層樓的局部剪力

每層樓蓋應足以起水平隔板的作用

將大型豎向和水平構(gòu)件聯(lián)結(jié)成巨型框架8/9/202533第33頁，共42頁。四、廠房結(jié)構(gòu)

廠房結(jié)構(gòu)的分類

依據(jù)跨度、高度和吊車起重量等因素分類：混合結(jié)構(gòu)；混凝土結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)依據(jù)施工方法分類：現(xiàn)澆式；裝配式依據(jù)承重結(jié)構(gòu)形式分類：排架結(jié)構(gòu)；剛架結(jié)構(gòu)8/9/202534第34頁，共42頁。廠房結(jié)構(gòu)的計算簡圖

排架結(jié)構(gòu)：柱與屋架為鉸接，與基礎為固接。8/9/202535第35頁，共42頁。剛架結(jié)構(gòu)：柱與橫梁為剛接，與基礎為鉸接，也可采用剛接。8/9/202536第36頁，共42頁。廠房結(jié)構(gòu)柱腳節(jié)點做法階梯形基礎——實線（低杯口基礎）高杯口基礎——虛線錐形基礎——實線（柔性基礎）剛性基礎——虛線8/9/202537第37頁，共42頁。a)、b)平板式鉸接柱腳c)、d)剛性柱腳剛接柱腳：傳遞彎矩、剪力、軸力。填充細石混凝土鉸接柱腳：傳遞剪力、軸力。填充瀝青麻刀1:2水泥砂漿8/9/202538第38頁，共42頁。五、全國大學生第二屆大學生結(jié)構(gòu)設計大賽作品欣賞

——彩虹倒影

材料：230g白卡紙、蠟線、膠水結(jié)點處，所有桿件做成實的圓柱體，并與線、膠連接，防止結(jié)點破壞為了防止受壓桿件的失穩(wěn)問題，增加結(jié)構(gòu)的整體受力性能，在豎向腹桿之間用線構(gòu)造“X”的聯(lián)系；為了減少上弦桿在平面內(nèi)和平面外的計算長度，在順橋向和橫橋向用線和桿件設置聯(lián)系；為了充分發(fā)揮各構(gòu)件空間協(xié)同工作性能，除用紙形成橋面鋪裝層外，在桁架的側(cè)面上蒙上半層厚的紙，發(fā)揮蒙皮效應，使整個結(jié)構(gòu)的受力