建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型輔導(dǎo)精選(3)
靜力學(xué)基本知識(shí)
力的概念:
使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變或者變形的作用。
靜力學(xué)三大公理
公理1 力的平行四邊形定則
作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成一個(gè)合力,此合力仍作用于這一點(diǎn),其力矢由此二力為鄰邊所作平行四邊形的對(duì)角線來決定。
公理2 二力平衡公理
作用于剛體上的兩個(gè)力平衡的充分必要條件是:兩個(gè)力的大小相等、方向相反、作用線相同,簡(jiǎn)稱等值、反向、共線。
公理3 加減平衡力系公理
在任意力系中加上、或減去任何平衡力系,并不影響原力系對(duì)剛體的作用效果。
力偶大小相等、方向相反、作用線平行但不重合的兩個(gè)力稱為力偶。
力對(duì)點(diǎn)之距矩:定點(diǎn)到力的作用線的距離乘以力的大小。
應(yīng)力:內(nèi)力的集度稱為應(yīng)力。
兩作用線的垂直距離稱為力偶臂。它對(duì)剛體只有轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng),沒有平動(dòng)效應(yīng)。
二、偏心受力構(gòu)件
偏心受力構(gòu)件分為兩種:偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件。
1.偏心受拉構(gòu)件
偏心受拉構(gòu)件又稱拉彎構(gòu)件,如圖2-3示,拉力F作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離,使構(gòu)件產(chǎn)生既受拉又受彎。偏心受拉構(gòu)件截面應(yīng)力是由兩種應(yīng)力疊加的,其邊沿應(yīng)力公式為: 圖2-3 偏心受拉構(gòu)件
構(gòu)件的承載能力應(yīng)滿足σmax≤[σ]
σmax—邊沿最大拉應(yīng)力;
σmin—邊沿最小拉應(yīng)力;
W——截面抵抗矩。
由(2-4)可見在受同樣的外拉力時(shí),偏心受拉構(gòu)件應(yīng)力要比軸心受拉構(gòu)件,增大許多,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種構(gòu)件。
2.偏心受壓構(gòu)件
如圖2-4所示,構(gòu)件承受的壓力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離,構(gòu)件既受壓又受彎,這樣的構(gòu)件稱為偏心受壓構(gòu)件(亦稱壓彎構(gòu)件)。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱,磚墻及磚垛等。
圖2-4 偏心受壓構(gòu)件
截面產(chǎn)生的邊沿應(yīng)力公式為:
σmax—邊沿最大壓應(yīng)力;
σmin—邊沿最小壓應(yīng)力。
由式(2-5)知,在受同樣的壓力F時(shí),由于偏心,截面內(nèi)受壓一側(cè)的壓應(yīng)力增加,而且當(dāng)偏心引起的彎矩M距較大時(shí),截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力。若壓力作用點(diǎn)在構(gòu)件截面的兩個(gè)方向上均有偏心,則稱為雙向偏心構(gòu)件。
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