一、荷载的分类。
引起结构失去平衡或破坏的外部作用有:直接施加在结构上的各种力,习惯上亦成为荷载。例如结构自重(恒载)、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载等、荷载有不同的分类方法。
1)按随时间的变异分类。
1.永久作用(永久荷载或恒重):在设计基准期内,其值不随时间的变化;或其变化可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。
2.可变作用(可变荷载或活荷载):在设计基准期内,其值随时间变化。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。
3.偶然作用(偶然荷载、特殊荷载):在设计基准期内可能出现,也可能不出现,而一旦出现其值很大,且持续时间较短。例如**力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、**、台风等。
2)按结构的反应分类。
1.静态作用或静力作用:不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计,如结构自重、住宅与办公室的楼面活荷载、雪荷载等。
2.动态作用或动力作用:使结构会结构构件产生不可忽略的加速度,例如**作用、吊车设备振动、高空坠物冲击作用等。
3)按荷载作用面大小分类。
1.均布面荷载q
建筑物楼面或墙面上分布的荷载,如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载,都属于均布面荷载。均布面荷载q 的计算,可用材料的重度γ乘以面层材料的厚度d,即可以得出增肌的均布荷载值,q=γ*d
2.线荷载。
建筑物原有的楼面或屋面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时,可简化为单位长度上的分布荷载,称为线荷载q。
3.集中荷载。
在建筑物原有的楼面或屋面上放置或悬挂较重物品(如洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等)时,其作用面积很小,可简化为作用于某一点的集中荷载。
4)按荷载作用方向分类。
1.垂直荷载:如结构自重,雪荷载等;
2.水平荷载:如风荷载,水平**荷载等。
2、平面力系的平衡条件及其应用。
1)平面力系的平衡条件。
物体在许多力的共同作用下处于平衡状态时(建筑工程中杆件或结构一般处于静止状态),这些力(称为力系)之间必须满足一定的条件,这个条件称为力系平衡条件。
1.二力的平衡条件:两个力大小相等,方向相反,作用线相重合,这就是二力的平衡条件。
2.平衡汇交力系的平衡条件:一个物体上的作用力系,作用线都在同一平衡面内,且汇交于一点,这种力系称为平面汇交力系。平面汇交力系的平衡条件是:∑x=0
3.一般平面力系的平衡条件还要加上力矩的平衡,即作用在物体上的力对某点取矩时,顺时针力矩之和等于反时针力矩之和,所以平面力系的平衡条件是:∑x=0,∑y=0和∑m=0.
2)利用平衡条件求未知力
3)静定桁架的内力计算。
1.桁架的计算计算简图。
1)桁架的节点是铰接;
2)每个杆件的轴线是直线,并通过铰的中心;
3)荷载及支座反力都作用在节点上。
2.用节点发计算桁架轴力:先用一般平面力系的平衡条件求支座反力xa、ya、yb,再截取节点a为隔离体作为平衡对象,在利用∑x=0和∑y=0可求出杆1和杆2的未知力。
杆件只自杆件的两端作用有沿杆件轴线方向的轴力,轴力可以是拉力或压力,这种杆件称二力杆。轴力为零的感称为零杆。
3.用截面法计算桁架轴力:截面法是求桁架杆件内力的另一种方法。
4)用截面法计算单跨静定梁的内。
杆件结构可以分为静定结构和超静定结构两类。可以用静力平衡条件确定全部反力和内力的结构叫静定结构。
1.梁在荷载作用下得内力:图为一简支梁。
梁受弯后,上部受压,产生压缩变形;下部受拉,产生拉伸变形。弯矩的正负号规定为截面上弯矩使个立体下侧受拉时正,反之为负;剪力的正负号规定为截面上的剪力使所取隔离体有顺时针方向转动趋势为正,反之为负。
2.梁的剪力图和弯矩图。
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