第4章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的荷載及支座反力計(jì)算

1、第4章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的荷載及支座反力計(jì)算,4.1 結(jié)構(gòu)上的荷載4.2 靜力平衡條件及構(gòu)件支座反力計(jì)算,?荷載的分類,1、按其作用在結(jié)構(gòu)上的時(shí)間久暫分,恒載(永久荷載),活載(可變荷載),大小、作用位置不隨時(shí)間變化或變化幅度很小。如：構(gòu)件的自重,大小、作用位置隨時(shí)間變化且變化幅度很大。如：風(fēng)荷載、樓面活荷載,,2、按荷載分布情況分,分布荷載,集中荷載,,滿布在結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)上的荷載,荷載分布面積遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)尺寸,3、按荷載作用在結(jié)構(gòu)上的

2、性質(zhì)分,靜力荷載,動(dòng)力荷載,,從零緩慢增大到一定數(shù)值后，大小、方向、位置不變化的荷載,大小、方向、位置隨時(shí)間迅速變化，使結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)產(chǎn)生加速變化的荷載,,,,§ 4.1 結(jié)構(gòu)上的荷載,常用材料單位體積的自重（單位kN/m3）混凝土22~24，鋼筋混凝土24~25，水泥砂漿20，石灰砂漿、混合砂漿17，普通磚18，普通磚（機(jī)器制）19，漿砌普通磚砌體18，漿砌機(jī)磚砌體19。,1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值,（1）永久荷載標(biāo)

3、準(zhǔn)值,按構(gòu)件尺寸和構(gòu)件單位體積自重的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定。,?荷載的代表值,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求所采用的不同的荷載數(shù)值稱為荷載代表值。對(duì)于永久荷載以標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；對(duì)可變荷載根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求采用不同的代表值，如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值。其實(shí)質(zhì)是以確定值（代表值）表達(dá)不確定的隨機(jī)變量，便于設(shè)計(jì)時(shí)，定量描述和運(yùn)算。,（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值?。裼脴敲婢蓟詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值　（民用樓面均布活

4、荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,注：①本表所列各項(xiàng)活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。　?、诒颈砀黜?xiàng)荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。,（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值?。裼脴敲婢蓟詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,2、可變荷載準(zhǔn)永久值定義：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常達(dá)到或超過(guò)的那部份荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于25年），稱為可變荷載準(zhǔn)永久值。 可變荷載準(zhǔn)永久值可表示為ψqＱk ，其中Ｑk為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，ψq為可變荷

5、載準(zhǔn)永久值系數(shù)。ψq值見(jiàn)附表C2、C3。,3、可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載）仍可以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為ψcＱk 。其中ψc 為可變荷載組合值系數(shù)，其值按附表C2、C3查取。,4、可變荷載頻遇值定義：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率

6、的荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值?？勺兒奢d頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表1.1.1查取。,1、荷載的分項(xiàng)系數(shù)用于結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中，目的是保證在各種可能的荷載組合出現(xiàn)時(shí)，結(jié)構(gòu)均能維持在相同的可靠度水平上。永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG和可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ其值見(jiàn)P84表4.1,?荷載的設(shè)計(jì)值,2、荷載的設(shè)計(jì)值,永久荷載設(shè)計(jì)值= 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值×永久荷

7、載分項(xiàng)系數(shù) γG可變荷載設(shè)計(jì)值= 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值×可變荷載分項(xiàng)系數(shù) γQ,一、平面一般力系的平衡條件,平面任意力系平衡的解析條件是：力系中所有各力在其作用面內(nèi)兩個(gè)任選的坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別等于零，所有各力對(duì)任一點(diǎn)之矩的代數(shù)和等于零。,§ 4.2 靜力平衡條件及構(gòu)件支座反力計(jì)算,平面任意力系的平衡方程：,二力矩形式的平衡方程,其中A、B兩點(diǎn)的連線AB不能垂直于投影軸x。,三矩式,其中A、B、

8、C三點(diǎn)不能在同一條直線上。,2、構(gòu)件的支座反力計(jì)算基本步驟1）進(jìn)行受力分析，繪制受力圖2）建立Oxy直角坐標(biāo)系3）依據(jù)靜力平衡條件，根據(jù)受力圖建立靜力平衡方程，求解方程得支座反力,P86~90 例題4-5~,,,解：以剛架為研究對(duì)象，受力如圖。,解之得：,例1 求圖示剛架的約束反力。,,P,q,,,,FAy,FAx,MA,例題1,例2 求圖示梁的支座反力。,解：以梁為研究對(duì)象，受力如圖。,解之得：,,,,P,,,,q,m,,,

9、,FB,FAy,FAx,例題2,,,例3 懸臂吊車如圖所示。橫梁AB長(zhǎng)l＝2.5 m，重量P＝1.2 kN，拉桿CB的傾角a＝30°，質(zhì)量不計(jì)，載荷Q＝7.5 kN。求圖示位置a＝2 m時(shí)拉桿的拉力和鉸鏈A的約束反力。,例題3,,,16,,,,,,解：取橫梁AB為研究對(duì)象。,P,Q,FT,FAy,FAx,,,a,,a,從(3)式解出,代入(1)式解出,代入(2)式解出,,,例1 求圖示三鉸剛架的支座反力。,解：先以整體為研究對(duì)

10、象，受力如圖。,可解得：,,,FAx,FAy,,,FBx,FBy,例題4,,,再以AC為研究對(duì)象，受力如圖。,解得：,,,FAx,FAy,,,FCx,FCy,,,例5,例2　求圖示多跨靜定梁的支座反力。,解：先以CD為研究對(duì)象，受力如圖。,再以整體為研究對(duì)象，受力如圖。,,,FCx,FCy,,FD,q,,F,,,FAx,FAy,,FD,,FB,q,解得,,,例6,例3 求圖示結(jié)構(gòu)固定端的約束反力。,解：先以BC為研究對(duì)象，受力如圖。,再