第3講工程結(jié)構(gòu)的抗力體系

1、L/O/G/O主講人：謝偉平電話-mail：辦公地點(diǎn)：西院東教-323第三講工程結(jié)構(gòu)的抗力體系上次課的回顧（幾點(diǎn)思考）上次課的回顧（幾點(diǎn)思考）1.定性結(jié)構(gòu)力學(xué)概念的提出？課程的目的？意義？ 定性結(jié)構(gòu)力學(xué)的概念是上世紀(jì)九十年代提出的（同濟(jì)大學(xué)稱之為概念結(jié)構(gòu)力學(xué)，東南大學(xué)稱為趣味結(jié)構(gòu)力學(xué)）。 古代以師傅帶徒弟的方式進(jìn)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(shè)計(jì)、估算判斷。2.應(yīng)由定性結(jié)構(gòu)力學(xué)引申到所有力學(xué)課程知識(shí)的提煉與升華。3.結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的簡(jiǎn)化與計(jì)算目的有關(guān)，完全正確的計(jì)算模型 是沒(méi)有的。4.定性與定量的關(guān)系 通過(guò)

2、定量分析使定性能力得到提高，古代是通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)得到定性能力的提高。5.工程中是不會(huì)給你出結(jié)構(gòu)力學(xué)的題目讓你算的。6.試對(duì)以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何組成分析，看看能得到什么結(jié)論？7.目前的教育是老師提出問(wèn)題，由學(xué)生來(lái)分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。你們想想問(wèn)題是怎么提出的呢？8.疊加原理的應(yīng)用條件。什么是線彈性？其數(shù)學(xué)表示是什么？9.強(qiáng)調(diào)用專業(yè)的眼光來(lái)看待所有的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。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）實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的簡(jiǎn)化實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的簡(jiǎn)化靜定桁架的合理外形與腹桿布置靜定桁架的合理外形與腹桿布置弦桿抗

3、彎能力，腹桿抗剪能力。原則： 當(dāng)簡(jiǎn)支桁架的弦桿外形與相應(yīng)的簡(jiǎn)支梁彎矩圖形狀接近時(shí)， 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(yīng)剪力相同，因此應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)合理布置斜桿，充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。 桁架的合理高度可進(jìn)行計(jì)算。剛架剛架軸向變形的影響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(duì)大小； 桿件長(zhǎng)度與橫截面尺寸的比例（長(zhǎng)細(xì)比）。剛架剛架剪切變形的影響剪切變形的影響當(dāng)桿件截面尺寸與桿長(zhǎng)的比值不大時(shí)，剪切變形對(duì)內(nèi)力和位移的影響都很小，可以忽略。當(dāng)比值較大時(shí)，剪切變形的影響應(yīng)予考慮。決定剪切

4、變形影響大小的主要因素： 桿件截面尺寸與桿長(zhǎng)比值； 與截面形狀和材料性質(zhì)也有關(guān)。溫度變化的定性分析溫度變化的定性分析 超靜定梁和剛架的應(yīng)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(shí)不產(chǎn)生內(nèi)力，但有變形0/NEAt/kMEIth0/vkQ GA在溫度變化因素作用下計(jì)算位移時(shí)，一般應(yīng)考慮軸向變形而忽略剪切變形。0t/kt h00v 溫度變化的定性分析溫度變化的定性分析tttt試畫(huà)出如下結(jié)構(gòu)的彎矩圖試畫(huà)出如下結(jié)構(gòu)的彎矩圖t三、水平與三、水平與低層、多層與高層建筑的豎向及水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)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，

5、主要的設(shè)計(jì)問(wèn)題是抗彎和抵抗變形。 增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度dMdM2022-3-122022-3-123333 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分體系應(yīng)使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分體系應(yīng)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(shí)心墻或斜撐構(gòu)件，在豎向結(jié)構(gòu)分體系中，合理布置實(shí)心墻或斜撐構(gòu)件， 可以有效的抵抗每層樓的局部剪力可以有效的抵抗每層樓的局部剪力 每層樓蓋應(yīng)足以起水平隔板的作用每層樓蓋應(yīng)足以起水平隔板的作用 將大型豎向和

6、水平構(gòu)件聯(lián)結(jié)成巨型框架將大型豎向和水平構(gòu)件聯(lián)結(jié)成巨型框架四、廠房結(jié)構(gòu)四、廠房結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)的分類廠房結(jié)構(gòu)的分類 依據(jù)跨度、高度和吊車起重量等因素分類：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)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：依據(jù)施工方法分類： 現(xiàn)澆式；裝配式現(xiàn)澆式；裝配式 依據(jù)承重結(jié)構(gòu)形式分類：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)排架結(jié)構(gòu)；剛架結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 排架結(jié)構(gòu)：柱與屋架為鉸接，與基礎(chǔ)為固接。剛架結(jié)構(gòu)： 柱與橫梁為剛接，與基礎(chǔ)為鉸接，也可采用剛接。廠房結(jié)構(gòu)柱腳節(jié)點(diǎn)做法 階梯形基礎(chǔ)實(shí)線 （低杯口基礎(chǔ)） 高杯口基礎(chǔ)虛線 錐形基礎(chǔ)實(shí)線 （柔性基礎(chǔ)） 剛性基礎(chǔ)虛線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(xì)石混凝土鉸接柱腳：傳遞剪力、軸力。填充瀝青麻刀1:2水泥砂漿五、全國(guó)大學(xué)生第二屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽作品欣賞五、全國(guó)大學(xué)生第二屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽作品欣賞彩虹倒影彩虹倒影材料：230g白卡紙、蠟線、膠水為了防止受壓桿件的失穩(wěn)問(wèn)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(jì)算長(zhǎng)度，在順橋向和橫橋向用線和桿件設(shè)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(yīng)，