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桥梁受力分析精选ppt

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桥梁受力分析讲解

桥梁受力分析讲解
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P PLeabharlann NNNB NA
N
N
凸轮顶杆机构
N
光滑面约束Smooth Surface Constraint
FR FR'
光滑面约束Smooth Surface Constraint
光滑面约束Smooth Surface Constraint
滑槽与销钉（双面约束）
第一篇 静力分析
静力平衡
桥梁受有：自身重力、铁轨压力、桥墩作用力、风载等 机身受有：自身重力、旋翼轴的作用力、空气动力等 研究内容：刚体在各种力系作用下平衡的一般规律
第一章 基本概念与受力分析
§1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图
平衡问题
§1-2 静力学基本公理
公理：无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
Fy
A
圆柱铰链 A
YA
A
XA
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
恐龙骨骼的铰链连接
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
盆
骨
与
股
骨 之
球
间 的
股骨
球
铰
连
接
球窝 盆骨
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin

桥梁模型受力分析

桥梁模型受力分析

Ms
F1
1.2 桥拱受力模型图
F2
模型在静力状态下，桥的梁只受到桥自身的重力作用，即 F=Mg= Ρvg 资料确定 ρ=0.385g/
cm3
M=ρv=（30×120×0.6×0.6）kg

0.49896Kg。
三、 移动载荷分析
四、 最大荷载 在桥允许的最大形变范围内，估计本桥的最大载荷量在 20 —30Kg 之间。 参考文献 1、 桥梁荷载计算实验分析.张志成.浙江大学交通工程研究 所.2010.8.24. 2、 浦上大桥受力分析.2on/387740030.html
作品策划书
作品日期
情况
桥体受到的力 桥体支撑力
图一 桥体受力分析简图 二、 桥面静载受力分析，根据桥梁实际结构构建如下模型：
A 150mm
B
900mm 1200mm
C
D 150mm
桥梁受力分析图
F
1.1 桥面受力模型图
如图模型 1.1 中 L 长度为 1200mm，均布荷载时 Fs=q 即小车 均布负载 q 和来自桥拱的支撑力 A、B 和 F 受力平衡。

桥梁受力分析 PPT

桥梁受力分析 PPT
桥梁受力分析涉及多个静力学概念与规范。首先，静力学研究刚体在力系作用下的平衡规律，涵盖力的概念、效应及单位等基础知识。力系指作用在物体上的一群力，平衡力系则指使物体保持平衡状态的力系。刚体是在力作用下大小和形状不变的物体。静力学公理包括二力平衡公理、加减平衡力系原理、力平行四边形公理及作用力和反作用力定律，为受力分析提供基本准则。此外，约束与约束反力的概念对于理解物体受力状态至关重要。自由体与非自由体的区别在于位移是否受限制，而约束是对非自由体位移的限制条件。向与约束限制的位移方向相反，并作用于物体与约束的接触点。在桥梁受力分析中，需综合考虑各种力系、公理及约束条件，以确保桥梁结构的稳定性和安全性。

桥梁受力分析

桥梁受力分析

*变形效应或内效应
桥梁受力分析
力系System of Forces ：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系Equilibrium Force System ：
物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。
二.刚体
A F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡Equilibrium
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚 体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。
B F A
B F1
= = F F2 A
F1 = －F2 = F
桥梁受力分析
F1 B A
公理3(力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点
的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出 的力平行四边形的对角矢来表示。
等值、反向、共线、异体、且同时存在。 [例] 吊灯
桥梁受力分析
作用力与反作用力定律
两物体间的相互作用力， 大小相等，方向相反，作用 线沿同一直线。
• 此公理阐明了物体间相FR互作用的关系，齿
表明作用力与反作用力成对出现，并分别轮啮
作用在不同的物体上。
合 力
FR'
桥梁受力分析
讨论：
在拔河比赛中,既然双方的作用力与反作 用力的大小相等,应该不可能分出胜负,实
相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
证明： F3
F1
A1
F2
F1
A A2
=
A
A3
桥梁受力分析
F F2
推论(三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线

梁的受力分析ppt课件

梁的受力分析ppt课件
阻尼振动
阻尼振动是指因物体受到摩擦力和空 气阻力等内阻力影响，使得振幅逐渐 减小的振动。阻尼振动系统通常具有 能量耗散性，其运动方程中包含阻尼 项。
梁的自由振动分析
无阻尼自由振动
无阻尼自由振动是指振幅不变的振动 ，即系统不消耗外界能量，其能量只 与初始条件有关。对于无阻尼自由振 动，其运动方程中不包含阻尼项。
弯曲内力的分布
梁的弯曲内力分布与载荷 的分布、梁的截面形状和 尺寸等因素有关。
梁的剪切内力
剪切内力的定义
当梁受到与轴线垂直的剪 切力时，会在梁内部产生 剪切内力。
剪切内力的计算
根据剪切应力公式和剪切 应变公式，可以计算出梁 的剪切内力。
剪切内力的分布
剪切内力的分布与剪切力 的分布、梁的材料和截面 形状等因素有关。
殊设计措施来保证结构安全。
支撑结构
大跨度梁通常需要设置支撑结构 来减小梁的跨度，提高承载能力
。
高强度材料梁设计
高强度材料
如高强度钢、铝合金等，具有较高的抗拉和抗压 强度。
设计原则
利用高强度材料的特性，优化梁的截面尺寸和形 状，以减小结构自重和材料用量。
疲劳性能
高强度材料对疲劳性能的要求较高，需要在设计 中考虑材料的疲劳极限和循环载荷的影响。
发生过大变形或失稳的能力。
整体稳定性与梁的长度、跨度、 截面尺寸等因素有关。
整体稳定性分析需要考虑梁的整 体弯曲、剪切、扭转等多种因素
。
提高梁稳定性的措施
选择合适的截面尺寸和材料
根据梁的受力情况，选择合适的截面 尺寸和材料，以提高梁的刚度和稳定 性。
加强支撑条件
通过增加支撑点或改变支撑方式，减 小梁的跨度和弯矩，从而提高梁的稳 定性。

简支梁桥的计算教学PPT横梁内力计算

简支梁桥的计算教学PPT横梁内力计算
简支梁桥的计算教学 ppt横梁内力计算
目录
• 简支梁桥概述 • 简支梁桥的力学分析 • 横梁内力计算方法 • 横梁内力计算的实际应用 • 总结与展望
01
简支梁桥概述
简支梁桥的定义与特点
定义
简支梁桥是一种单跨度的桥梁结 构，其两个端部通过支座与墩台 相连接，而中间部分不互相连接 。
特点
简支梁桥具有结构简单、施工方 便、受力明确等优点，因此在中 小型桥梁中得到广泛应用。
剪力计算
根据竖向荷载和横向荷载的大小和位置，计算出各截面的剪 力值。
03
横梁内力计算方法
横梁内力的定义与表示
横梁内力
指简支梁桥中横梁所承受的力，包括剪力和弯矩。
剪力
垂直于横梁的力，表示为Fs。
弯矩
与横梁垂直的力矩，表示为M。
横梁内力的计算公式
剪力计算公式
Fs = qx，其中q为均布载荷，x为横梁上某点到固定端的距离。
结构稳定性
横梁内力分布对简支梁桥的整体 稳定性有重要影响，合理的内力 分布可以提高桥梁的抗风、抗震
能力。
承载能力
横梁内力的大小直接关系到简支梁 桥的承载能力，过大的内力可能导 致结构损坏或安全事故。
使用寿命
合理的横梁内力分布可以提高简支 梁桥的使用寿命，减少维修和更换 的频率。
横梁内力优化与控制方法
简支梁桥的分类与结构
分类
简支梁桥可以根据主梁的截面形式、 材料等进行分类，如混凝土简支梁桥 、钢简支梁桥等。
结构
简支梁桥主要由主梁、支座、墩台等 部分组成，其中主梁是主要的承载结 构，支座用于传递荷载，墩台则提供 支撑和稳定性。
简支梁桥的应用场景
适用范围
简支梁桥适用于跨越小河、沟谷等跨度不大的场合，也适用于公路、铁路等交 通工程中的桥梁建设。

桥梁所受的作用ppt课件


1.8 2.5
30
120 120
140 140
3.0 1.4
7.0
1.4
7
立面布置
3.0 1.4
7.0
1.4
15.0
平面布置
11
汽车荷载的横向布置
2.5
0.6
2.5
1.8
1.3
1.8
0.5
横向分布系数计算时，按图示的方式进行偏心加载。 横向布置的最大车辆数不超过设计车道数。
12
汽车荷载折减系数
20
风荷载的研究
Tay 桥跨桥事故 （1879年）
21
Tay Bridge
22
塔科马桥风毁事件 （1940）
板式钢梁 风速：19m/s 扭转颤振
23
Tacoma bridge
24
风荷载取值
桥梁横桥向：风荷载标准值 = 横桥向风压×迎风面积 桥梁顺桥向：可不计桥面系及上承式梁所受的风荷载
第四节 桥梁所受的作用
1
§1.4 桥梁的设计作用（荷载） Action (Loads) on Bridges
1.4.1 桥梁作用分类 1.4.2 作用计算 1.4.3 作用效应组合
2
一、桥梁作用分类
3
温度变化影响力力
人群荷载
汽车荷载
桥梁自重
风力
桥梁所受作地用震力示意图水流冲击力
4
作用的分类
【永久作用】 permanent action：量值不随时间变化或变化值可忽略。 如：结构重力，预加应力，混凝土收缩和徐变作用等
27
桥梁结构的抗震设计
地震动峰值加速度≥0.10g地区的桥涵，抗震设计。 地震动峰值加速度≤0.05g地区的桥涵，简易设防。

钢桥的主要结构形式与受力特点解析ppt课件


安康汉江桥位于陕西省安 康水电站的专用线上，主 跨为176米斜腿刚构，在目 前世界上同类型的铁路钢 桥中，跨度领先。本桥附 近河段顺直，平时河面宽 约180米，水深13米左右， 水流平稳。
四、斜拉桥
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在索塔上的结构形式.斜 拉索不仅为梁提供弹性支承，而目其水平分力对梁产生 很大的轴力。
钢桁梁桥
永宁黄河特大桥是 新建铁路工程中跨越 黄河 的一座单线铁路 钢桁梁桥，全长 3942.08m，孔跨布置为 2 孔 32m+4 孔 24m+38 孔 32m 单线简支 T 梁、18 孔 48m 单线简支箱梁、13 孔 96m 简支钢桁结合梁、5 孔 48m 单线简支箱梁、4 孔 32m 单线简支 T 梁。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为 主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、 混凝土桥、污工桥梁以 及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。
拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。
如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。

物理课件——桥上的力与结构


桥上力不结构
我们还可以在拱不桥梁之间设立杆戒砖，让桥梁更多的部位能够受到拱形的 反作用力，于是，一座下拱桥就形成了
桥上力不结构
我们还可以在拱不桥梁之间设立杆戒砖，让桥梁更多的部位能够受到拱形的 反作用力，于是，一座下拱桥就形成了
桥上力不结构
有下拱桥就有上拱桥，可是既然有了下拱桥，我们为什么要建造上拱桥呢？下 面我们来分析一下这个原因吧
桥上力不结构
为了解决这个问题，我们将拱形架设在桥上，用杆将桥梁和拱形连接，照样可 以把负载对桥梁的下压力传给拱形的基座两端
桥上力不结构
这就是上拱桥，和下拱桥相比，它更能适应桥的跨度较大而且高度小的情况
桥上不结构
可是无论是上拱桥还是下拱桥，它们都无法避免一个问题，那就是桥的跨度越 大，需要建造拱形的高度也就越大 拱形的高度 桥的跨度
赵州桥，1,400多年前建
桥上力不结构
拱桥为什么能够在丌需要桥墩的情况下阻止桥梁变形？让我们先来回顾
一下上节课的知识，看看拱形物体的受力情况分析
桥上力不结构
当拱形的上部受向下的外力时，它能把压力向下传递给相邻的部分，在
两端产生外推力和下压力
桥上力不结构
同样的，拱形基座两端通过拱形将向上、向内的反作用力传给受力点
桥上力不结构
而之前我们分析过，桥梁的变形是由于受到负载下压力的情况下，桥梁
上部受到压缩，下部受到拉伸，这才产生了范性形变
桥上力不结构
而拱状物体在受到负载下压力的情况下，基座两端能够通过拱形将向上、
向内的反作用力传给受力点
桥上力不结构
负载的压力 桥梁受到的挤压 桥梁受到的拉伸 拱形的反作用力
如果我们用拱形构件代替桥墩，就一样解决了桥梁 形变的问题

桥梁荷载试验计算分析ppt


二期自重恒载SG2 （如横梁、桥面铺装、人行道、栏杆等）
施工过程中结构不 发生体系转换
在施工过程中结构 发生体系转换
内力计算与施工 方法有关，尤其 是超静定梁桥需 根据不同的施工 体系进行分阶段
计算
应用成桥体系的
内力影响线进行 内力求解
1. 主梁一期自重恒载SG1——施工过程中结构不发生体系转换
适用范围：所有静定结构(简支梁、悬臂梁、带挂孔的T形刚构)及整体浇筑一次
桥梁设计流程
拟定结构体系、构造设计和布置(包 括主梁的纵、横截面布置)、各部分 构造的主要尺寸和细节处理以及桥
梁施工的基本方法。
对拟定的结构进行内力计算
活载和恒载内力计算方法 是桥梁检测中需要掌握
根据内力进行配筋计算
对结构进行强度和刚度验算
否
是
是否通过
变形、应力及裂缝计算 是桥梁检测中需掌握的
计算结束
第一章 简支梁桥的内力计算
简支梁的静载试验的主要内容
主梁跨中最大正弯矩及挠度 辅助试验工况：主梁的横向分布系数、L/4截面弯矩（大
跨径）、支点最大剪力工况、桥墩的最大竖向反力
主要考虑活载
简支梁的传力方式
活载 二期恒载
一期恒载
1-1 截面特性
净截面 Aj 、I j 、S j 毛截面 A 、I 、S 换算截面 Ah 、Ih 、Sh
桥梁荷载试验计算分析
桥梁静载试验的总体思路： 利用软件计算出结构各控制截面的试验控制内力
根据内力等效的原则，利用各控制截面的内力或位移影响线， 进行动态布载，以求出达到试验控制内力所需的车辆数及相应的 加载位置
主要内容
第一章 简支梁的内力计算 第二章 连续梁桥的内力计算 第三章 拱桥的内力计算 第四 章 墩台的内力计算
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作用力与反作用力定律
两物体间的相互作用力， 大小相等，方向相反，作用 线沿同一直线。
• 此公理阐明了物体间相FR互作用的关力系，齿
表明作用力与反作用力成对出现，并分别轮
啮
作用在不同的物体上。
合
FR'
整理
19
讨论：
在拔河比赛中,既然双方的作用力与反作 用力的大小相等,应该不可能分出胜负,实
际上总有一方获胜,这是否违背了作用力 与反作用力定律?
B
B F1
F1 B
F
= = F F2
A
A
A
F1 = －F2 = F
整理
12
公理3(力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点
的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出 的力平行四边形的对角矢来表示。
即，合力为原两力的矢量和。 矢量表达式：FR= F1+F2
F2
FR
A
24
柔性约束Cable Constraint
胶带构成的约束
整理柔绳约束
25
约束类型与实例
链条构成的约束
整理柔绳约束
26
柔性约束Cable Constraint
绳索、链条整理、皮带
27
光滑面约束Smooth Surface Constraint
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
整理
33
光滑面约束Smooth Surface Constraint Smooth surface
整理
34
光滑圆柱铰链结构一般有以下四种形式
中间铰
固定铰支座
活动铰支座(辊轴支座)
二力构件(链杆)
其它
整理
35
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
FN FN
*变形效应或内效应
整理
5
力系System of Forces ：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系Equilibrium Force System ：
物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。
二.刚体
A F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡Equilibrium
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
Fx FN
Fy
A
圆柱铰链 A
整理
YA
A
XA
36
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
恐龙骨骼的铰链连接
整理
37
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
盆
骨
与
股 骨球
之 股骨 间
的
球
铰
整理
球窝
盆骨
38
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
二力杆
members subjected to the action of two forces
不是二力件
刚体平衡条件是变形体平衡的必要条件而 非充分条件。
整理
11
公理2 加减平衡力系原理
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚 体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。
整理
6
平衡问题
整理
7
整理
8
§1-2 静力学基本公理
公理：无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：
这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线，
作用于同一个物体上。
整理
9
二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
整理
20
§1-3 约束Constraint 与约束反力Constraint Force
一、概念 自由体Free Body ：
位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体Nonfree Body ： 位移受限制的物体叫非自由体。
约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。）
第一篇 静力分析
整理
1
静力平衡
桥梁受有：自身重力、铁轨压力、桥墩作用力、风载等
机身受有：自身重力、旋翼轴的作用力、空气动力等
研究内容：刚体在各种力系作用下平衡的一般规律
整理
2
第一章 基本概念与受力分析
§1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图
P P
N
N
NB NA
N
N
整理
28
凸轮顶杆机构
r N
整理
29
整理
30
光滑面约束Smooth Surface Constraint
FR
FR'
整理
31
光滑面约束Smooth Surface Constraint
整理
32
光滑面约束Smooth Surface Constraint
滑槽与销钉（双面约束）
A A2
=
A3
F F1
A
F2
F3
整理
16
推论(三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线
相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
证明：
F1
A1
F2
A A2
=
A3
F
A A3
F3
F3
整理
17
公理4 作用力和反作用力定律
等值、反向、共线、异体、且同时存在。
[例] 吊灯
整理
18
整理
39
光滑铰链约束Constraint Of Smooth Cylindrical Pin
整理
40
整理
41
整理
42
中间铰
(Hinge)
铰
整理
43
中间铰
整理销钉
44
约束力表示：
简化表示：
整理
45
§1-1 静力学基本概念
一、力Force的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点 力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
FA
整理
4
•力的作用效应：
* 运动效应或外效应
约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。
整理
21
约束反力特点：
①大小常常是未知的；
G
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。 N1 G
N2
整理
22
二、约束类型和确定约束反力方向的方法：
柔性约束Cable Constraint
T
F1
P
P
F2
T
整理
23
A
整理
F1
整理
13
力三角形法
F2
FR
A
F1
A
FR F2
F1
F2 A
F1 FR
整理
14
力多边形法则
FR=F1+ F2 + +Fn =SFi （i=1,2, ,n）
整理
15
推论(三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线
相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
证明：
F1
A1
F2