结构力学(拱结构)
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1. 框剪结构中剪力墙布置的三个原则:(1)沿结构单元的两个方向设置剪力墙,尽量做到分散、均匀、对称,使结构的质量中心和刚度中心尽量重合,防止在水平荷载的作用下,结构发生扭转。
(2)在楼盖水平刚度急剧变化处,以及楼盖较大洞口的两侧,应设置剪力墙。
(3)在同一方向各片剪力墙的抗侧刚度不应大小悬殊,以免水平地震作用过分集中到某一片剪力墙上。
2. 解决拱结构拱脚推力的三种方法:(1)推力由拉杆承受(2)推力由侧面框架结构承受(3)推力由基础直接承受3. 变形体与刚体:(1)变形体固体在外力作用下会发生变形,包括物体尺寸的改变和形状的改变,这些固体称之为变形体。
(2)刚体刚体是一种理想化的力学模型,理论力学认为刚体是这样的物体,在力的作用下,其内部任意二点之间的距离始终保持不变。
4. 索膜结构的四种主要形式:1).双曲面单元结构2).类锥形单元结构.3).索弯顶结构4).桅杆斜拉结构5. 先张法与后张法:(1)先张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之前进行的方法叫先张法。
(2)后张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之后,待混凝土达到一定的强度后再进行的方法叫后张法。
6. 端承桩与摩擦桩:(1)端承桩:是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受,但桩端阻力分担荷载较多的桩。
(2)摩擦桩:是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受,但桩侧阻力分担荷载较多的桩。
7. 钢骨混凝土结构的优点:(1)钢筋混凝土与型钢共同受力(2)与全钢结构相比,可节约钢材1/3左右:(3)型钢外包的钢筋混凝土不仅可以取代防腐,防火材料,而且更耐久,可节省经常性维护费用。
(4)可用于钢结构和钢筋混凝土结构各种结构体系中。
8.筒体结构类型5种:实腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒、筒束9. 钢筋与混凝土之间的粘结力由哪四部分组成?1、化学胶结力:钢筋和混凝土接触面上的化学吸附作用力。
2、磨擦力:混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力。
3、机械咬合力:钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬全作用而产生的力。
第4章 静定拱4.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、拱的基本概念及特点 ★★表4-1-1 拱的基本概念及特点表4-1-2 有拉杆和无拉杆三铰拱的区别与联系二、三铰拱的计算 ★★★★★1.支座反力的计算(见表4-1-3)表4-1-3 支座反力的计算2.内力的计算(见表4-1-4)表4-1-4 三铰拱的内力计算三、三铰拱的合理拱轴线(见表4-1-5) ★★★表4-1-5 三铰拱的合理拱轴线4.2 课后习题详解复习思考题1.拱的受力情况和内力计算与梁和刚架有何异同?答:(1)拱与梁的受力情况和内力计算的区别①约束反力方面,拱在竖向荷载作用下会产生水平反力(推力),而梁在竖向荷载作用下不会产生水平反力(推力);②内力分布方面,由于水平推力的存在,拱的弯矩常比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得多,使得拱截面上的应力分布较为均匀;③内力分析方法方面,若只有竖向荷载时,梁只需进行简单的整体分析即可求解,而拱由于水平力的存在,需要整体分析与局部分析相结合。
(2)拱与刚架的受力情况和内力计算的异同①内力分析方法方面,拱与刚架的受力情况和内力计算的特点和所应用方法基本一致,例如三铰刚架也属于拱式结构;②拱的轴线是曲线,刚架杆的轴线是直线,在应用平衡条件计算内力时,拱仍然取投2.在非竖向荷载作用下怎样计算三铰拱的反力和内力?能否使用式(4-1)和(4-2)?答:(1)对于三铰拱承受非竖向荷载的情况,可将非竖向荷载分解为水平荷载和竖向荷载。
(2)仍然可以应用式(4-1)和(4-2),将水平反力加上非竖向荷载水平方向上的分量一起代入公式中进行求解。
(4-1)o AV AV o BV BV o c H F F F F M F f ⎫⎪=⎪⎪=⎬⎪⎪=⎪⎭cos sin (4-2)sin cos o H o S S H o N S H M M F y F F F F F F ϕϕϕϕ⎫=-⎪⎪=-⎬⎪=+⎪⎭3.什么是合理拱轴线?试绘出图4-2-1各荷载作用下三铰拱的合理拱轴线形状。
1 结构力学多媒体课件一、拱式结构的特征 1、拱与曲梁的区别拱式结构:指的是杆轴线是曲线,且在竖向荷载作用下会产生水平反力(推力)的结构。
FABH A =0 FABH A =0 三铰拱F PF P曲梁H≠0H≠0是否产生水平推力,是拱与梁的基本区别。
拱结构的应用:主要用于屋架结构、桥梁结构。
拱结构的应用:主要用于屋架结构、桥梁结构。
拱桥 (无铰拱)超静定拱 世界上最古老的铸铁拱桥(英国科尔布鲁克代尔桥) 万县长江大桥:世界上跨度最大的混凝土拱桥 灞陵桥是一座古典纯木结构伸臂曲拱型廊桥, 号称“渭水长虹”、“渭水第一桥” 主跨:40 米 建成时间:三峡工程对外交通专用公路下牢溪大桥(上承式钢管混凝土拱桥,主跨:160米 ,建成时间:1997)2、拱的类型三铰拱两铰拱无铰拱拉杆拱静 定 拱超 静 定 拱3、拱的优缺点a、在拱结构中,由于水平推力的存在,其各截面的弯矩要比相应简支梁或曲梁小得多,因此它的截面就可做得小一些,能节省材料、减小自重、加大跨度b、在拱结构中,主要内力是轴压力,因此可以用抗拉性能比较差而抗压性能比较好的材料来做。
c、由于拱结构会对下部支撑结构产生水平的推力,因此它需要更坚固的基础或下部结构。
同时它的外形比较复杂,导致施工比较困难,模板费用也比较大4、拱的各部分名称lf 高跨比 BACf拱顶拱轴线拱高 f拱趾 起拱线跨度 l 平拱斜拱二、三铰拱的计算 1、支座反力的计算L 2L 1Lb 2a 2b 3a 3b 1a 1k y kx kCBAfF P1F P2F P3kCBAF P1F P2F P3B M =∑0Pi iYA YAFbF FL ==∑0A M =∑0Pi iYB YBF a F FL==∑取左半跨为隔离体:CM=∑()()01111212YA P P CH F L F L a F L a M F ff⨯----==F HF H1、支座反力的计算L 2L 1Lb 2a 2b 3a 3b 1a 1k y kx kCBA fF P1F P2F P3kCBAF P1F P2F P3在竖向荷载作用下,三铰拱的支座反力有如下特点: 1)支座反力与拱轴线形状无关,而与三个铰的位置有关。
拱式结构体系-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII拱式结构体系在本小节中我们要给大家介绍拱式结构体系的组成、优缺点及适用范围;拱式结构体系的合理布置原则及及受力特点。
在房屋建筑和桥梁工程中,拱是一种十分古老而现代仍在大量应用的结构型式。
它是以受轴向压力为主的结构,这对于混凝土、砖、石等材料是十分适宜的,特别是在没有钢材的年代,它可充分利用这些材料抗压强度高的特点,避免它们抗拉强度低的缺点。
而且能获得较好的经济和建筑效果。
因而很早以前,拱就得到了十分广泛的应用。
在我国,很早就成功地采用了拱式结构。
公元605~616年隋代人在河北赵县建造的单孔石拱桥一安济桥(又称赵州桥),横越交河,跨度37.37m。
它距今近1400年,虽经多次地震,而巍峨挺立,是驰名中外的工程技术与建筑艺术完美结合的杰作。
在古代的西方,建造了许多体型庞大、气魄雄伟的拱式建筑。
在建筑规模、空间组合、建筑技术与建筑艺术等方面都取得了辉煌的成就,并对欧洲与世界建筑产生巨大的影响。
古罗马最著名的穹顶(半圆拱)结构,当推公元前27~14年建造,后因焚毁并于公元120~123年重建的罗马万神庙(图1-29),其中央内殿为直径43.5m的半圆球形穹顶,穹顶净高距地面也是43.5m。
它是古罗马穹顶技术的最高代表作,也是世界建筑史上最早、最大的大跨结构。
图1-29罗马,万神庙a一剖面图; b一平面图; c一穹顶(半圆拱)结构近、现代的拱式结构应用范围很广,而且型式多种多样。
例如著名的澳大利亚悉尼歌剧院(图1-30,始建于1957年)是大家熟知的建筑,处于深入海中的半岛上。
建筑形象的基本元素一一拱壳,不但是主要的结构构件,而且是一个符号,一种象征,一个母题,它既象“白帆”、“浪花”,又象盛开的巨莲,使人产生丰富的联想。
图1-30 澳大利亚悉尼歌剧院一、拱结构的类型及其受力特点拱的类型很多,按结构组成和支承方式,拱可分为三铰拱、两铰拱、和无铰拱三种,如图1-31。
结构力学一、选择题1、下图哪种不属于拱结构()2、区别拱和梁的主要标志是()A、杆轴线的形状B、弯矩和剪力的大小C、在竖向荷载作用下是否产生水平推力D、是否具有合理轴线3、4、力法的基本未知量是()A、多余未知力B、支座反力C、角位移D、独立的结点线位移5、(和小宇给的图片不太一样)6、图示结构位移法方程中的系数r11=( )A、8iB、10iC、9iD、11i7、结构某一截面某一内力影响线将(B )改变A、随实际荷载B、不随实际荷载C、因坐标系的不同选择D、随实际荷载数值8、( C )A、L/2B、LC、0D、-L/29、等截面直杆AB的A端的转动刚度S AB:( D )。
A.仅与杆件的线刚度有关; B.仅与杆两端的支承情况有关;C.与杆件的线刚度及荷载情况有关; D.与杆件的线刚度及两端支承情况有关10、11、如下图所示,位移法典型方程中的系数K33等于()A 、12EI/L的立方B、24EI/L的立方C、48 EI/L的立方D、36 EI/L的立方12、下列说法正确的是()A、几何可变体系一定无多余联系B、静定结构一定无多余联系C、结构的制造误差不会产生内力D、有多余联系的体系是超静定结构13、影响线的基线应当与()A、梁轴线平行B、梁轴线垂直C、单位力的作用线垂直D、单位力的作用线平行14、等截面直杆的弯矩传递系数C与下列什么因素有关?()A 荷载B 线刚度C 材料的性质D 远端支承15、图示结构,i为线刚度。
AB杆的B端转动刚度(劲度)值为:()A.1B.3C.4D.716、下列那一条不是图乘法求位移的适用条件?(D )A. EI为常数B. 两个弯矩图至少有一个为直线C. 直杆D. 两个弯矩图都必须为直线(Mp 和M )17、静定结构有温度变化时(B )A:无变形,无位移,无内力B:有变形,有位移.无内力C:有变形.有位移,有内力D:无变形.有位移,无内力18、图(a)为结构在荷载作用下的弯矩图,当求C点水平位移Δch时,为使计算最简便,所选用的单位虚力状态应是( D )19、力法方程中的系数δki表示的是基本结构由( B )。