结构平衡与体系
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分子动力学模拟分析分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation,简称MD)是一种计算模拟分子运动的方法,可以研究分子的结构、动力学和相互作用等,对物质性质和功能的研究有重要作用。
在材料科学、化学、生物学等领域中得到广泛应用。
本文将从MD模拟基础、模拟流程及分析研究结果三个方面进行阐述。
一、MD模拟基础MD模拟的基础是牛顿力学和统计物理学,其中牛顿三定律和万有引力定律描述了分子的运动和相互作用;玻尔兹曼分布定律、统计力学中的最大熵原理以及热力学第二定律等描述了系统的宏观性质和热力学性质。
MD模拟将牛顿力学和统计物理学相结合,通过数值计算方法,从初状态的分子坐标、速度和势能等信息出发,重复计算分子在某个温度、压力下的运动轨迹和性质,模拟时间可以从纳秒到毫秒,有关联的分子之间,模拟精度可达到亚埃。
二、模拟流程MD模拟的主要流程包括体系构建、体系平衡和体系生产等阶段。
体系构建需要先定义体系的边界、所包含分子种类及其数量、分子初始坐标等,这一阶段可以是手动构建,也可以是从实验数据中获取分子坐标信息进行加工。
体系平衡一般需要先进行一个大规模的能量最小化,在此基础上,对体系进行一个温度和压力逐步升高或下降的过程,使体系逐步达到平衡态,也可以调整体系的偏倚参数,如盒子尺寸等,最终得到较为合理的平衡态体系。
在体系平衡的基础上,进行体系生产,对于所需要的性质,如动力学参数、能量铁达方程、径向分布函数、自相关函数等,在进行生产时需要对体系进行约束,如固定温度、压力、含水量等,得到精确的分子性质描述。
三、分析研究结果对MD模拟结果的分析对研究者而言极为重要,主要是对数据的可视化及其统计分析。
一般可以采用分析软件如VMD、GROMACS等对MD的轨迹文件进行可视化,对于分子的运动、某些物理性质的演化、分子图像变化等,可以做出一系列的动画或动图。
对于性质的统计分析,一般需要进行采样过程,对一定时刻内的数值进行平均,这样可减小误差。
化学反应的体系平衡化学反应的体系平衡是指在系统达到动态平衡时,反应物与生成物之间的浓度或物质的比例保持不变。
这种平衡状态是化学反应中重要的概念,对于理解化学反应机理和控制反应过程都具有重要意义。
在理解化学反应的体系平衡前,先来了解一下化学反应的基本概念。
化学反应是指由反应物转变为生成物的过程。
在反应过程中,反应物的分子会发生各种碰撞与相互作用,进而发生化学变化,形成生成物。
化学反应过程中,有时会出现反应速率不同、产物数量不同的情况。
这时就需要引入化学反应的体系平衡概念。
化学反应的体系平衡是指在系统达到动态平衡时,反应物与生成物之间的浓度或物质的比例保持不变。
动态平衡是指反应物与生成物之间的反应速率相等,而不是表示各组分含量的稳定状态。
在动态平衡下,反应物和生成物之间的浓度会保持在一定范围内波动,但整体浓度的比例将不发生改变。
化学反应的体系平衡可以通过化学平衡常数来描述。
化学平衡常数(K)是在特定温度下,反应物与生成物之间的摩尔浓度之比。
对于一个化学方程式aA + bB ↔ cC + dD,其平衡常数K可以表示为K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b,方括号内表示物质的浓度。
在化学反应的体系平衡中,还存在着平衡常数的位置性质。
对于反应方程式的前方,正常情况下,反应物的浓度高于生成物,此时K的值大于1;而在反应方程式的后方,反应物的浓度低于生成物,此时K 的值小于1。
化学反应的体系平衡受到多种因素的影响,其中最重要的是温度、浓度和压力。
首先,温度会对体系平衡的位置和移动速率产生影响。
根据Le Chatelier原理,当温度升高时,反应会向吸热的方向移动,平衡常数K 的值会增大;相反,当温度降低时,反应会向放热的方向移动,平衡常数K的值会减小。
其次,浓度是影响化学反应体系平衡的关键因素之一。
根据Le Chatelier原理,增加某一物质的浓度将推动平衡反应向反应生成该物质的方向移动,从而平衡常数K的值会发生变化。
生态系统中的生态平衡例题和知识点总结生态系统是一个复杂而又微妙的平衡体系,其中各个生物群落与其环境相互作用、相互依存。
了解生态平衡对于我们保护和管理自然资源、维护生态环境的稳定至关重要。
下面,我们将通过一些例题来深入探讨生态平衡的相关知识点。
一、生态平衡的概念生态平衡指的是在一定时间内,生态系统中的生物与环境之间、生物各个种群之间,通过能量流动、物质循环和信息传递,使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。
例如,在一个草原生态系统中,草、兔子、狼之间存在着一种动态平衡。
草是兔子的食物来源,兔子是狼的食物。
当兔子数量增多时,草的数量会减少;而兔子数量过多又会导致狼的数量增加,从而抑制兔子数量的增长,保持整个生态系统的相对稳定。
二、生态平衡的特征1、结构平衡生态系统具有相对稳定的生物群落结构和生态系统的组成成分。
比如,森林生态系统中乔木、灌木、草本植物以及各种动物、微生物等的比例相对稳定。
2、功能平衡生态系统中的物质循环和能量流动保持相对稳定的状态。
例如,光合作用产生的有机物与呼吸作用消耗的有机物大致相等,使得生态系统中的能量得以维持平衡。
3、收支平衡生态系统中输入和输出的物质和能量相当。
比如,一个池塘生态系统中,流入的养分和流出的养分基本平衡,保证了池塘生态系统的稳定。
三、影响生态平衡的因素1、自然因素包括火山喷发、地震、洪水、干旱等自然灾害。
这些因素可能会在短时间内对生态系统造成巨大的破坏,但在长期的演化过程中,生态系统也会逐渐适应和恢复。
例如,一次大规模的森林火灾可能会烧毁大片的树木,但在火灾过后,一些适应力强的植物会率先生长,逐渐恢复森林的生态功能。
2、人为因素这是当前影响生态平衡的主要因素。
人类的活动如过度开垦、过度放牧、滥砍滥伐、工业污染等,对生态系统造成了严重的破坏。
以过度捕捞为例,当人类捕捞的鱼类数量超过了鱼类自然繁殖的速度,就会导致鱼类种群数量急剧减少,甚至濒临灭绝,破坏海洋生态平衡。
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一级建造师考试辅导《建筑工程管理与实务》第一章第一节讲义3
建筑结构平衡的技术(一)
1A411020建筑结构平衡的技术
1A411021掌握结构的平衡条件
【考点内容一】静定梁的受力分析
一、力的三要素
大小、方向、作用点
二、作用力与反作用力的关系
大小相等、方向相反、沿同一作用线相互作用
三、力的合成与分解
符合平行四边形法则
四、物体的平衡状态
物体相对于地球处于静止状态和匀速直线状态
五、二力平衡条件
两个力大小相等,方向相反,作用线重合
六、平面汇交力系的平衡条件
∑X=0,∑Y=0
七、一般平面力系的平衡条件
∑X=0,∑Y=0,∑M=0
八、利用平衡条件求未知力的步骤
取隔离体→画受力图→列平衡方程
九、静定梁的内力
包括剪力和弯矩
十、计算梁内力的一般步骤
1.去掉约束,画出杆件受力图
2.利用平衡方程,求出约束反力
3.用截面法计算出梁的内力(剪力、弯矩)
说明:上述知识点是力的平衡方程和截面法在计算静定梁内力中的应用。
但考生应熟练掌握平面任意力系平衡方程(ΣX=0,ΣY=0,ΣM
A
=0)的应用,此处知识点一般每年有1分的题。
学习方法:首先明确各种支座的支座反力(详见图例说明);然后利用平衡方程。
首先了解各种支座的支座反力,以下图为例。
脚手架设计中的平衡与调整方法脚手架是建筑施工中常见的支撑结构,主要用于提供工人施工和材料运输的便利和安全。
在脚手架的设计过程中,平衡和调整是关键的考虑因素之一。
本文将介绍脚手架设计中的平衡原则和调整方法,以确保脚手架在施工过程中的稳定和安全性。
一、平衡原则在脚手架设计中,平衡是指在各个支撑点之间实现力的平衡,使整个脚手架结构保持稳定。
平衡的设计原则主要包括以下几点。
1. 重心控制:合理确定脚手架的重心位置是平衡设计的重要因素。
通过将重心尽可能地保持在脚手架支撑面的中心位置,可以提高整体结构的稳定性。
2. 力的传递:脚手架的支撑点应合理布置,以确保力能够沿着结构的正常传递路径流动。
在布置支撑点时,要考虑到脚手架材料的负载能力和受力要求,避免局部过载或不均匀受力导致的平衡失调。
3. 基础稳定:脚手架的基础是支撑整个结构的关键。
为了确保脚手架的平衡,必须选择坚固、稳定的基础,并进行合理的加固措施,以提供足够的支撑力和抗侧倾能力。
二、调整方法在脚手架施工中,由于建筑物形状、场地条件等原因,可能需要对脚手架进行调整,以保持平衡和稳定。
以下是一些常见的脚手架调整方法。
1. 高度调整:根据施工需要和场地条件,可以通过增加或减少脚手架的高度来实现平衡。
在增加高度时,应根据脚手架材料的承载能力和稳定性进行合理选择;在减少高度时,应注意保持结构的稳定性和安全性。
2. 增加支撑点:如果脚手架受力不均匀,导致平衡失调,可以考虑增加支撑点来重新分配力的传递路径。
通过增加支撑点,可以使结构各部分受力更加均匀,提高整体平衡性。
3. 调整杆件长度:脚手架的杆件长度可以根据实际需求进行调整。
通过增加或减少杆件长度,可以使脚手架结构更加紧密,提高整体的稳定性和平衡性。
4. 调整支撑角度:脚手架的支撑角度对平衡起着关键作用。
根据具体情况,可以适当调整支撑角度,使脚手架结构更加稳定。
调整角度时要考虑到支撑点的承载能力和结构的平衡性。
总结:脚手架设计中的平衡与调整方法是确保脚手架在施工过程中稳定和安全的关键。
1A411020建筑结构平衡的技术
一、力学平衡
1.平面汇交力系的平衡条件:ΣX=0,ΣY=0。
2.一般平面力系的平衡条件:ΣX=0,ΣY=0,ΣM=0。
3.静定桁架的内力计算:
将外部力与杆件均视为力的作用,则有以下规则:
●一个节点上只有两个力,且呈一条直线,对应相等,如A;
●一个节点上只有两个力,但不呈一条直线,均为0,如B;
●一个节点上有三个力,其中两个呈一条直线,第三个为0,如C;
●一个节点上有四个力,互相成直线,对应相等,如D;
A B C
求解桁架中7#杆件的内力。
*:桁架计算比较复杂,学员应该以现有知识体系为基础,不要盲目深入学习,耽误时间! 另外从今年的出题来看,单纯的力学题目较少,更多是反映实际问题的题目。
例如:图示人字梯放置在光滑(忽略摩擦)地面上,顶端人体重量为P 。
关于绳子拉力与梯子和地面的夹角口、绳子位置h 的关系的说法,正确的是( )。
A.a 、h 越大,绳子拉力越大
B.a 、h 越小,绳子拉力越大
C.a 越大、h 越小,绳子拉力越大
D.a 越小、h 越大,绳子拉力越大
4.剪力图和弯矩图
*:此处力学问题也比较复杂,学员应该以现有知识体系为基础,不要盲目深入学习,耽误时间!
正确的图形所体现出的基本特点:
弯矩图:集中力的弯矩图有尖点,尖点的方向与力的方向一致;分布力的弯矩图是曲线,曲线的方向与力的方向一致;
剪力图:集中力的剪力图有台阶,台阶的方向与力的方向一致;分布力的剪力图是坡道,坡道的方向与力的方向一致;
M 图
M 图
V 图
V 图。
组织架构的效率与灵活性平衡在现代商业环境中,组织架构的设计对于企业的成功至关重要。
一个合理的组织架构能够确保企业的高效运营和良好的绩效表现。
然而,随着市场和技术的不断变化,灵活性也变得越来越重要。
因此,如何平衡组织架构的效率与灵活性成为管理者面临的一项重要课题。
一、组织架构的高效率高效的组织架构是企业顺利运转的基础。
一个高效的组织架构能够确保工作流程的顺畅进行,减少冗余和重复工作,优化资源配置。
以下是一些提高组织架构效率的方法:1.明确职责和权责。
每个岗位应该有明确的职责和权责,避免岗位之间的职责重叠和模糊不清。
这可以减少沟通成本和工作冲突。
2.建立高效的沟通渠道。
有效的沟通是组织内部协作和决策制定的基础。
建立适当的沟通渠道,如定期的团队会议、跨部门的沟通平台等,可以提高信息的传递效率和及时性。
3.优化业务流程。
对企业的核心业务流程进行分析和优化,消除繁琐的流程和无效的环节,提高工作效率和资源利用率。
4.合理分工和协作。
根据员工的技能和能力,将工作任务合理分配,并鼓励员工之间的合作与支持,以提高整体工作效率。
二、组织架构的灵活性灵活的组织架构有助于企业适应市场快速变化和不确定性增加的环境。
灵活性可以体现在以下方面:1.平板化组织结构。
传统的层级式组织结构往往限制了信息流动和反应速度。
通过采用平板化结构,降低组织层级,能够更快地做出决策和响应市场变化。
2.任务驱动型团队。
传统的职能部门模式往往导致组织僵化,无法快速响应市场变化。
建立任务驱动型团队,以项目为导向,根据需要调动资源和人员,能够更加灵活地适应变化。
3.弹性资源配置。
采用弹性资源配置的方式,如灵活用工、外包等,可以根据实际需要调整人力资源的规模和结构,以适应市场波动和业务需求的变化。
4.培养多功能人才。
拥有多项技能和能力的员工更容易适应不同的工作要求。
通过培养多功能人才,企业可以更灵活地调配人力资源,应对市场变化。
三、效率与灵活性的平衡在追求高效率和灵活性的过程中,管理者需要寻求二者的平衡点,以确保组织的长期竞争力。
结构平衡结构平衡是指事物内部各部分组成之间的相互协调和平衡。
在自然界和人类社会中,结构平衡都扮演着重要角色。
无论是生物体的身体结构、城市的规划布局还是组织机构的组织架构,都需要维持一种合理的结构平衡,才能更好地实现功能和发展。
自然界的结构平衡在自然界中,结构平衡体现在各种生物体的身体结构中。
比如,动物的骨骼、肌肉和器官之间的比例和关系需要保持平衡,才能使动物正常运动和生存。
植物的根部、茎和叶子的结构也需要平衡,以吸收养分、进行光合作用等生存所需的功能。
生态系统中的各种物种之间的关系也需要维持一种平衡,以确保整个生态系统的稳定运行。
城市规划中的结构平衡在城市规划中,结构平衡表现为城市的空间布局、交通网络和公共资源配置等方面的平衡。
一个合理规划的城市应该考虑到住宅区、商业区、工业区等功能的平衡,使得城市的发展更加均衡和可持续。
交通网络的规划也需要考虑到各种交通方式的平衡,以方便市民的出行和交通运输的高效。
组织机构的结构平衡在组织机构中,结构平衡表现为各个部门之间的协调和平衡,以及决策层次的合理设置。
一个结构平衡良好的组织能够更好地实现信息的流通、任务的分工和协作,从而提高工作效率和组织绩效。
同时,合理设置决策层次的机构能够使得决策更加及时和有效,推动组织的创新和发展。
结构平衡的价值结构平衡的重要性在于可以使事物的功能更加完善,并且在发展过程中更加稳定和可持续。
一个保持结构平衡的系统能够更好地适应外部环境的变化,并且能够更好地实现自身的价值。
因此,维持结构平衡是各种事物发展的基础和保障。
综上所述,结构平衡是事物内部各部分之间相互协调和平衡的表现,它在自然界、城市规划和组织机构等各个领域都有着重要作用。
只有保持结构平衡,事物才能更好地实现功能和发展,才能更好地适应变化和挑战,实现自身的长期发展目标。
星系结构与星系静态平衡引言:星系是由大量恒星、星际物质和黑暗物质组成的巨大天体系统。
理解星系的结构和静态平衡对于我们深入研究宇宙演化和了解星系的形成和演化过程非常重要。
本文将介绍星系的结构和静态平衡的内涵,并讨论它们对于理解宇宙的意义。
一、星系结构星系的结构指的是星系内恒星、星际物质和黑暗物质的分布和排列方式。
根据结构的不同,星系可以分为规则星系和不规则星系两类。
1.规则星系:规则星系是指恒星和星际物质按照特定的几何形状排列的星系。
最常见的规则星系是椭圆星系和螺旋星系。
椭圆星系是由大量恒星和星际物质组成的椭圆形状星系。
椭圆星系通常没有明显的旋转和螺旋结构,其分布呈现出从近似球形到非常扁平的不同形状。
椭圆星系的结构主要受到引力平衡的作用。
螺旋星系是由宽广而展开的旋臂以及中心圆形或棒状区域组成的星系。
螺旋星系的结构是由恒星的自旋以及星际物质的运动形成的。
螺旋星系的大量恒星和星际物质集中在旋臂中,形成了一种类似螺旋形的结构。
2.不规则星系:不规则星系是一类无明显对称性的星系,其结构通常被大量星际物质和恒星的随机分布所主导。
不规则星系通常具有扭曲的形状,并且没有明显的旋转结构。
此外,还有许多其它类型的星系,如不规则螺旋星系、棒旋星系、矮星系等。
这些星系的结构受到局部引力场、颗粒间相互作用和星系之间的相互作用等多种因素的影响。
二、星系静态平衡的内涵星系静态平衡是指星系内的物质分布和动量分布在引力作用下达到的一种平衡状态。
在星系静态平衡状态下,恒星的运动速度、星际物质的分布和运动以及星系的整体结构都保持相对稳定。
星系静态平衡受到多种因素的影响,其中最主要的是引力。
引力是星系内物质分布和动量分布达到平衡的主要驱动力。
1.引力的平衡作用:在星系内部,恒星和星际物质之间存在着引力的相互作用。
在星系静态平衡状态下,引力的作用使得恒星和星际物质的分布和运动达到稳定。
引力作用的平衡条件是恒星和星际物质之间的引力相互作用等于物体的惯性力。
平衡小人原理和结构介绍在物理学中,平衡是一个非常基础和重要的概念。
平衡小人原理和结构是指探索和研究使人或物保持平衡的原理和结构。
本文将深入探讨平衡小人原理和结构的内涵、应用以及相关的研究和发展。
平衡小人原理平衡小人原理是指在一个平衡系统中,所有作用在系统内的力矩之和为零,从而使系统保持平衡的原理。
平衡小人原理是基于牛顿第一定律的基本原理推导出来的。
牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出如果物体没有受到外力作用,物体将保持静止或匀速直线运动。
平衡小人原理是牛顿第一定律在平衡系统中的一种应用。
平衡小人的构造为了演示平衡小人原理,可以制作一个简单的平衡小人模型。
平衡小人模型通常由一个垂直竖立的杆和两个连接在杆上的质点组成。
质点可以是小球、纸制的小人形状等。
通过调整质点的位置和质量分布来实现平衡小人的效果。
实例分析以杆为支点的平衡小人是一个经典的物理实验。
可以通过调整质点的位置和质量分布来实现平衡小人的效果。
当杆与垂直线的夹角小于90度时,质点的重心将会在杆的下方,这样可以保持平衡。
如果夹角大于90度,质点的重心将会在杆的上方,导致系统失去平衡。
结构设计平衡小人模型的结构设计起着至关重要的作用,在实际应用中需要考虑多个方面因素。
重心位置平衡小人的重心位置对于保持平衡非常重要。
重心位置的高度和水平位置的变化都会对平衡产生影响。
如果重心偏高或偏离杆的中心线过远,将导致平衡小人不稳定,失去平衡的可能性就越大。
杆的稳定性杆是平衡小人模型的基础结构,杆的稳定性将直接影响到整个系统的平衡性。
杆的长度、材质和横截面等因素都会对稳定性产生影响。
通常情况下,较长的杆更容易保持平衡,而材质和横截面的选择则需要根据具体的应用环境进行优化。
质点的质量分布质点的质量分布也是平衡小人结构设计的重要考虑因素。
通过调整质点的质量分布,可以实现平衡小人在不同条件下的平衡效果。
质点的质量分布越均匀,平衡性就越好。
应用与发展平衡小人原理和结构不仅仅是物理学中的一个基本概念,还具有广泛的应用和研究价值。
平衡态有序结构平衡态有序结构是指在自然界中存在的一种有序和稳定的状态。
它可以存在于各种不同的系统中,如生物系统、物理系统和社会系统等。
平衡态有序结构的形成是通过各种作用和相互作用的平衡达到的,这些作用和相互作用可以是内部的,也可以是外部的。
在生物系统中,平衡态有序结构是生物体内各个器官和组织之间的相互作用达到的一种平衡状态。
比如,人体的呼吸系统、循环系统和消化系统等各个系统之间的相互作用使得整个人体能够保持稳定的运转状态。
这种平衡态有序结构的形成需要各个器官和组织之间的协调配合和相互作用,只有当这些相互作用达到一种平衡状态时,人体才能够保持健康和平衡。
在物理系统中,平衡态有序结构是通过各种力的平衡达到的。
比如,物体在受到重力的作用时,会产生一个向下的力,而地面会产生一个向上的反力,当这两个力达到平衡时,物体就能够保持稳定的状态。
这种平衡态有序结构的形成需要各个力之间的平衡和相互作用,只有当这些力达到一种平衡状态时,物体才能够保持稳定。
在社会系统中,平衡态有序结构是通过各个个体之间的相互作用达到的。
比如,在一个组织或团队中,每个成员都有各自的职责和角色,只有当每个成员都能够充分发挥自己的作用,相互配合和协作时,组织或团队才能够保持稳定和有序的状态。
这种平衡态有序结构的形成需要各个个体之间的协调和相互作用,只有当这些相互作用达到一种平衡状态时,组织或团队才能够保持稳定。
平衡态有序结构是一种在自然界中普遍存在的状态。
它是通过各种作用和相互作用的平衡达到的,无论是在生物系统、物理系统还是社会系统中,都需要各个元素之间的协调和相互作用。
只有当这些相互作用达到一种平衡状态时,系统才能够保持稳定和有序。
平衡态有序结构的形成不仅需要各个元素之间的协调和相互作用,还需要外部环境的支持和影响。
通过各个方面的努力和配合,我们可以在自然界中创造出更多的平衡态有序结构,使我们的生活更加稳定和有序。
工程结构稳定平衡与变形协调控制方法及工程应用汇报人:朱汉华工程结构的变形协调问题及解决方法先简支后连续梁桥涉及伸缩缝和支座纵向变形协调控制问题•根据公路桥梁伸缩缝调查研究结果——先简支后连续空心板梁桥一般控制在4×20m范围内桥梁伸缩缝和支座纵向位移能适应极端高低温天气下的两者变形协调控制问题;反之,桥梁伸缩缝和支座一般会产生一些质量问题甚至行车安全问题。
•山区墩高不等的4×30+5×30+4×30先简支后连续后张法预应力砼T梁,运行一段时间后发现4号、9号墩分别偏移21cm、10.5cm,对大桥4号、9号墩立柱倾斜进行了纠偏并加装限位装置。
特别是高低墩弯坡斜桥需要克服温度效应、纵向推力、侧移力引起的影响正常使用问题,必须设置纵向、侧向限位装置。
4号、9号墩安装的限位装置工程结构的变形协调问题及解决方法工程力学研究结构与力学关系的主要任务•平衡性(含稳定、受力特性)目前已有充分的研究•物理性(本构特性)主要着重室内试验研究与理论研究•协调性(几何特性)主要着重变形协调理论、变形协调假设等, 而系统研究合理结构构造与力学关系、变形协调控制方法较少,难以避免结构亚稳定平衡问题。
应力重分布对结构受力安全状态与变形协调控制的影响控制在允许范围之内;反之,力的不合理或有害转移而形成新的甚至有害平衡状态会影响结构受力安全状态与变形协调控制。
合理结构构造自然满足变形协调要求对不合理结构采取变形协调控制方法工程力学应该系统研究结构与力学关系的平衡性、物理性、协调性,才能完整准确把握工程结构质点时空状态和受力变形状态稳定性。
工程结构稳定平衡与变形系统控制方法符合工程力学研究的系统性,合理工程结构构造与变形协调控制对工程结构的受力安全很重要。
也印证了著名德国桥梁专家莱昂哈特在《钢筋混凝土及预应力混凝土桥建筑原理》中强调“有关桥梁性能的好的构造细节较之复杂的计算更为重要”。
工程变形协调问题引发的普遍性思考据国家权威部门统计,各类工程结构坍塌事故中死亡人数比例为:•临时设施与支架坍塌占32.6%,地下工程施工坍塌占32.6%,基坑开挖与挡墙坍塌占23.9%,道路桥梁等结构坍塌占9.9%;•在道路桥梁中病危桥比例较高,安全隐患不容忽视:桥梁使用年限在10年以内的,病危桥比例约占20%,10~20年的占24%,20~30年的占20%;•即使欧美发达国家道路桥梁等结构的结构性缺陷也高达11%;除去人为因素外,部分工程结构设计分析、施工工艺等认识差异造成的结构变形不协调导致工程结构设计受力变形状态与实际受力变形状态不同,甚至产生工程结构质量安全问题值得我们深思。
1A411020 房屋结构平衡的技术要求【考点内容一】掌握结构的平衡条件(静定梁部分) 力的三要素大小、方向、作用点作用力与反作用力的关系大小相等、方向相反、沿同一作用线相互作用力的合成与分解 符合平行四边形法则物体的平衡状态物体相对于地球处于静止状态和匀速直线状态 二力平衡条件两个力大小相等,方向相反,作用线重合平面汇交力系的平衡条件∑X=0,∑Y=0 一般平面力系的平衡条件∑X=0,∑Y=0,∑M=0 利用平衡条件求未知力的步骤 取隔离体→画受力图→列平衡方程 静定梁的内力包括剪力和弯矩计算梁内力的一般步骤1.去掉约束,画出杆件受力图2.利用平衡方程,求出约束反力3.用截面法计算出梁的内力(剪力、弯矩)说明:上述难点是力的平衡方程和截面法在计算静定梁内力中的应用。
但考生应熟练掌握平面任意力系平衡方程(ΣX =0,ΣY =0,ΣM A =0)的应用,此处知识点一般每年有1分的题。
学习方法:首先明确各种支座的支座反力(详见图例说明);然后利用平衡方程。
首先了解各种支座的支座反力: 一、P9 图1A411021-7悬臂梁中的B 点,即固定端支座,其支座反力为:二、P9图1A411021-8简支梁中的左侧支座,即固定铰支座,其支座反力为:简支梁中的右侧支座,即可动铰支座,其支座反力为:P9页图1A411021-9的图为伸臂梁,A 点处为固定铰支座,B点处为可动铰支座,B以右为伸臂部分三、平衡方程——ΣX=0——ΣY=0——ΣM=0四、梁的内力:剪力(V)、弯矩(M)【典型题型】有一简支梁受力与支承如下图,则梁中的弯矩为( A)kN.m。
A.5B.6C.7.510解题思路:计算梁内力的一般步骤:第一步,去掉约束,画出杆件受力图。
假设A点处有向上的力R AY,水平的力R AX。
第二步:利用平衡方程,求出约束反力。
——ΣX=0 =>R AX=0——ΣY=0 =>R AY+ R BY=5——ΣM=0 =>5×2=R BY×5=>R BY=2kN,R AY=3kN第三步:如需计算梁的内力(剪力或弯矩)可用截面法,取B点至跨中的一段梁作为隔离体,此时应标注出跨中的内力V跨中、M跨中,然后再列平衡方程,可以得出:跨中的弯矩= R BY *5/2=2×2.5=5KN.M[2005年真题] 有一伸臂梁受力及支承如图,则固端A的弯矩为()kN.m。
A 2B 3C 6D 9答案:C解题思路:计算梁内力的一般步骤:第一步,去掉约束,画出杆件受力图;第二步:利用平衡方程,求出约束反力;——ΣX=0 =>R AX=0——ΣY=0 =>R AY=3kN——ΣM A=0 =>m A=3×2=6kN·m第三步:用截面法计算出梁的内力。
如图所示,固端A的弯矩=3×2=6KN.M【考点内容二】掌握结构的平衡条件(静定桁架部分)静定桁架的内力计算方法节点法、截面法桁架的特点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节点法计算内力的步骤1.去掉约束,画出受力图2.利用平衡方程,求出约束反力3.用节点法求出杆件内力杆件的内力(二力杆)压杆、拉杆、零杆截面法计算内力的步骤1.去掉约束,画出受力图2.利用平衡方程,求出约束反力3.用截面法求出杆件内力[2004年真题]有一桁架,受力及支承如下图,则AC杆和AB杆的内力分别为()。
拉力为正,压力为负。
A.-1kN,-1kNB.0,-1kNC.1kN,1kND.1kN,0答案:B解题思路:计算内力的思路为:1.去掉约束,画出受力图2.利用平衡方程,求出约束反力——ΣX=0 =>R CX=-1kN——ΣY=0 =>R CY+R DY=0——ΣM C=0 =>1×a =R DY×a=>R DY=1R CY=-1kN3.用节点法求出杆件内力节点法N AB=1kN体现在AB杆上即为压杆。
N AB=-1kN【考点内容三】掌握防止结构倾覆的技术要求力矩的概念及平衡力使物体绕某点转动的效果要用力矩来度量;物体绕某点没有转动的条件是,对该点的顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和力偶的特性两个大小相等,方向相反,作用线平行的特殊力系力的平移法则作用在物体某一点的力可以平移到另一点,但必须同时附加一个力偶,使其作用效果相同防止构件倾覆的技术要求对于悬挑构件(如阳台、雨篷、探头板等)、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是:引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩,为了安全,可取M抗≥(1.2~1.5)M倾。
【典型考题】为了安全,对于悬挑阳台防止其倾覆的抵抗倾覆的力矩(M抗)可取其引起倾覆的力矩(M倾)的()倍.A.0.5~1.0B.1.0~1.2C.1.2~1.5D.1.5~2.0答案:C解题思路:对于悬挑构件(如阳台、雨篷、探头板等)、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是:引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩,为了安全,可取M抗≥(1.2~1.5)M倾。
所以正确选项为C。
【考点内容四】熟悉结构抗震的构造要求地震的成因主要有三种:构造地震、火山地震、陷落地震,房屋结构抗震主要研究构造地震发生时房屋结构的抗震设防能力。
现行抗震设计规范适用于抗震设防烈火度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。
新教材增加了抗震结构的概念设计内容,概念设计主要应考虑场地、建筑形状、抗震结构、材料、连接等影响因素。
多层砌体房屋及框架结构的抗震构造措施见下表:多层砌体房屋的抗震构造措施1.设置钢筋混凝土圈梁2.楼盖及屋盖构件应有足够的支度和可连接3.墙体有可靠的连接4.加强楼梯间的整体性框架结构的抗震构造措施把框架设计成延性框架,遵守强柱、强节点、强锚固,避免短柱、加强角柱,框架沿高度不宜突变,避免出现薄弱层,控制最小配筋率,限制配筋最小直径等原则,构造上采取受力钢筋锚固适当加长,节点处箍筋适当加密等措施。
【典型考题】[2006年真题]我国现行<<建筑抗震设计规范>>(GB50011-2001),适用于抗震设防烈度为( C )度地区建筑工程的抗震设计.A.4、5、6和7B.5、6、7和8C.6、7、8和9D.7、8、9和10答案:C解题思路:现行抗震设计规范适用于抗震设防烈火度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。
抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。
以北京地区为例,抗震设防烈度为8度,超越8度的概率为10%左右。
【典型考题】[2007年真题]我国房屋抗震设计的规定程度,采用的是( D )个等级划分的制度表。
A.6B.8C.10D.12解题思路:地震是用震级来表示其能量的大小。
世界上通常用地震烈度来描述地震的宏观现象,多数国家使用的基本上是12等级划分的烈度表。
【典型考题】抗震结构的概念设计要考虑()。
A.选择对抗震有利的场地B.建筑物形状应高耸C.保证结构的整体性D.选择抗震性能好的材料E.选择技术先进经济合理的抗震结构体系答案:ACDE【考点内容五】熟悉荷载对结构的影响荷载的分类 1.按随时间的变异分类:永久荷载、可变荷载、偶然荷载2.按结构的反映分类:静力作用、动力作用3.按荷载的作用面大小分:均布面荷载、线荷载、集中荷载4.按荷载的作用方向分:垂直荷载、水平荷载荷载对结构的影响 1.永久荷载对结构的影响(预应力)2.可变荷载对结构的影响(考虑最不利组合)3.偶然荷载对结构的影响(考虑地震荷载与台风荷载)4.地面的大面积超载对结构的影响(引起下沉)5.装修对结构的影响(设计、超载、开洞、变形缝等)【典型题型】某建筑物,地上二层作为临时仓库,房间内按统一高度堆满水泥,按荷载作用面分类,该建筑物二层楼面上分布的荷载是( A )。
A.均布面荷载B.线荷载C.集中荷载D.分散荷载【考点内容五】熟悉常见各种建筑结构体系的特点及其应用1.混合结构2.框架结构3.剪力墙体系4.框架-剪力墙结构5.筒体结构6.桁架结构7.网架结构8.拱式结构9.悬索结构10.薄壁空间结构本讲同步训练一、单项选择题1.框架结构震害严重部位多发生在( D)。
A.框架梁B.框架柱C.楼板中部D.框架梁柱节点2.砌体结构房屋预防地震经常采用的措施,(B)是错误的。
A.设抗震缝B.设伸缩缝,基础一定断开C.设圈梁D.加强楼梯间的整体性3.《建筑抗震设计规范》主要研究(C)发生时,房屋结构的抗震设防。
A.火山地震B. 陷落地震C. 构造地震D. 海啸地震4.剪力墙结构应用于住宅、旅馆等建筑时,其间距一般设计为(C )m 。
A.2~5 B.3~6 C.3~8 D.5~105.力矩的单位可以是(C )。
A.KN B.N C.KN.m D.KN/m6.简支梁的受均布荷载时的最大弯矩是(A ) A.跨中 ql 2/8 B.跨中 ql 2/4 C.支座处 ql 2/8 D.支座处 ql 2/47.某悬臂梁受力情况如下,其B 点处的弯矩数值大小为(D )。
A. 1/2PLB. 1/4PLC. 1/8PL 2D. 08. 有一伸臂梁受力及支承如图,则固端A 的弯矩为(C )kN.m。
LPB AA.2B.3C.6D.99.建筑物原有的楼面或层面上的荷载传到梁上可简化为(B)A.面荷载B.线荷载C.集中荷载D.可变荷载10.下列叙述中不属于建筑装修过程中增加的荷载(D)A.在楼面上加铺任何材料B.在室内增加隔墙、封闭阳台C.在室内增加装饰性柱子D. 在室内增加家用电器设备11.临时性结构的设计使用年限是(A)A. 5B. 15C. 25D.3012.下列属于水平荷载的是(B)。
A.结构的自重B.风荷载C.雪荷载D. 楼面活荷载13.框架-剪力墙结构中,竖向荷载主要由(B)承担。
A.剪力墙B.框架C.剪力墙和框架D. 不能确定14.框筒结构及筒中筒结构的内筒一般由(D)组成。
A.电梯间B.楼梯间C.设备间D.电梯间和楼梯间15.拱是一种有推力的结构,它的主要内力是(B)。
A.拉力B.轴向压力C.剪力D.弯矩16.大跨度悬索结构的悬索(D)。
A.受弯B.受压C.受扭D.受拉17.薄壁空间结构属于空间受力结构,主要承受曲面内的(C)。
A.剪力B.弯矩C.轴向压力D.轴向拉力二、多项选择题1.多层砌体结构房屋的抗震措施有(ACE)。
A.设置钢筋混凝土构造柱B.加强框架节点的连接C.设置钢筋混凝土圈梁D.控制最小配筋率E.加强墙体的连接2.力学上把物体相对于地球处于(AB)状态称为平衡状态。
A.静止状态B.匀速直线运动状态C.加速直线运动状态D.匀速圆周运动状态E.加速圆周运动状态3.对房屋结构的抗震概念设计内容,下列选项中(ABC)是正确的。
A.选择有利的场地,避开不得的场地B.建筑物的平面形状力求简单、规则C.选择合理的抗震结构体系D.非结构构件可以不满足抗震要求E.结构的连接部位应具有脆性4.一般平面力系的平衡条件是(ADE )A ∑M=0B ∑力偶=0C ∑力偶矩=0D ∑x=0E ∑y=05.某伸臂梁受力情况如图2-3所示,其B点处的内力为(CD)。