【文章內容簡介】 件 的變形基本形式 軸向拉伸或壓縮 剪切 扭轉 彎 曲 橫截面上的內力分布的集度稱為應力 σ ,即單位面積上的內力 FA?? ，單位 N/mm2 或 KN/mm2 拉應力為 + ，壓應力為 四 、虎克定律 材料在彈性范圍內，正應力σ與應變ε成正比，即 ????? E:彈性模量 ，描述材料抵抗彈性變形的能力。 不同的材料 ， 當σ相同時，彈性模量越大，變形越??；反之，彈性模量越小，變形越大。 五 、容許應力和安全系數(shù) 容許 應力，用符號 [σ ]表示 ： []sK?? ? K：安全系數(shù)， K＞ 1，是結構安全程度的儲備。 取值與結構的材料、荷載、計算誤差、工作條件、重要程度等多種情況有關。 為了保證有足夠的強度，必須滿足強度條件： σ =N/A≤ [σ ] 如果 σ =N/A≥ [σ ] 則結構不安全。 第三節(jié) 剪 切 一、剪應變 8 剪切變形特點是兩個力作用線之間的各橫截面都發(fā)生相對錯動。 抗剪切變形能力 G與彈性模量 E是相關的 （正比） ，二者通過泊松比 u 關聯(lián)。 任何變形都可以簡化為 剪切變形和 拉伸 與 壓縮 變形這兩種基本變形形式。 第 四 節(jié) 梁的內力和內力圖 一、內力 梁的內力包括軸力、彎矩、剪力 。 沿桿件軸線方向的內力凡稱為軸力。規(guī)定軸力使所研究的桿段受拉時 為 正，反之為負。 沿稈件橫截面 (垂直桿件軸線 )的內力凡稱為剪力。 如果剪力與外力使分離體順時針轉為 +，反之使分離體逆時針轉為 力偶的力偶矩 M稱為彎矩。 構件上側受拉為 ， 下 側受拉為 + 梁 內力的求法： 截面法 二、內力方程與內力圖 截面的內力因截 面 位 置不同而變化，如取橫坐標軸 x與桿件軸線平行， 則可將桿件截面的內力表示為截面的坐標 x 的函數(shù)，并稱之為內力方程。 N=N(x)； V=V(x)； M=M(x) 根據(jù) 內力方程 ， 就可將內力隨橫截面位置變化的圖線畫在坐標面上，并稱之為內力圖，如軸力圖、剪力圖、彎矩圖等。 內力圖上一般不畫坐標軸而是以桿線作為基線，豎向坐標表示內力的值。但是要標明內力圖的名稱；要在內力圖上用 + 符號表示內力的正或負；要將彎 矩圖畫在桿件的受拉側 (因此對該 圖 就沒有必要標正或負了 )。 各種基本圖形如下 研究長為 L 的懸臂梁，自由端作用荷載 F(圖 a)，寫其內力方程，并畫內力圖。 取距自由端為 x的截面 。 按圖 b所示的受力圖，可由平衡方程求得該段的內力方程為 由剪力方程和彎矩方程可畫出剪力圖和彎矩圖分別如圖 c和圖 d所示。 簡 支梁 寫其內力方程，并畫內力圖 9 關于內力圖的規(guī) 律 (1)當某梁段除端截面外全段上不受外力作用時，則有 (a)這段上的剪力方 程 V（ x） ＝常量，故該段的 剪 力圖為水平線： (b)該段上的 彎 矩方程 M(x)是 x 的一次函數(shù) 。 故該段的彎矩因為斜直線。 (2)當 某 梁段除端截面外全段上只受均布荷載作用時，則有 (a)該段上的 剪 力方程 V（ x） 是 x 的一次函數(shù)，故該段的剪力圖為斜直線； (b)該 段上的彎矩方 程 M(x)是 x 的二次因數(shù) 。 故該段的彎矩 為二次曲線。 例 從本例可總結出內力圖的另一規(guī)律：在集中力 F 所作用的截面，剪力發(fā) 生 突變，突變值等于 F (圖 b)。彎矩圖在該處發(fā)生轉折 (圖 c)。 從本例可總結出只受集中力偶荷載作用時內力圖的規(guī)律：在力偶作用的截 面剪力無變化，彎矩有突變，且突變 值為力偶矩 M。 用疊加法作剪力圖和彎矩圖 當梁上有幾項荷載作用時，梁的反力和內力可以這樣計算：先分別計算 出 每 項荷載單獨作用時的反力和內力，然后把這些相應計算結果代數(shù)相加，即得到幾 項荷載共同作用時的反力和內力。 例如 10 11 第五節(jié) 梁的應力 一、 純彎曲時 截面上 的正應力 M yI??? 20 hy?? 應力與荷載、截面形狀 （慣性矩 I） 、與中性軸距離 y等有關 純彎曲： V=0， M≠ 0 中性軸：中性層與橫截面的交線， 應變ε =0， y=0， σ =0 最大應力處：梁的上下邊緣 m a x m a xm a xM M My IIWy? ? ? ? ? 如果最大拉應力 和 最大壓應力在數(shù)值上相等， max 2hy ? ， 則截面對稱于中性軸。 非對稱截面 的最大拉應力和最大壓應力在數(shù)值 上并 不相等。 二、彎曲時的剪應力 τ 中性軸處 ：max 32 VA???? 上下邊緣 ： τ =0 第六節(jié) 壓桿穩(wěn)定 工程中把承受軸向壓力的直桿稱為壓桿 。 壓桿穩(wěn)定：當壓桿側向干擾消除后，能恢復原來直線平衡狀態(tài)稱穩(wěn)定。 一、壓桿臨界力 12 當壓力的增大 到 某值時， 既不恢復原狀， 也不增加彎曲程度， 這時，壓桿達到了穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，此時的壓力是它的臨界力 Pk 二、臨界力公式 22()k EIP l??? μ：長度 換算 系數(shù)， μ l: 換算長度 三、臨界應力 影響因素 :抗彎剛度ＥＩ 長度 約束 λ：長細比或柔度 ，越大越容易失穩(wěn)，承載力越小 顯然，長桿承載力底， 而 抗彎剛 度ＥＩ大 則 承載力大。 第四部分 建筑結構 第十四章 建筑結構概述 第一節(jié) 建筑結構的分類 建筑結構可按材料或承重體系分類 一、按材料分 鋼筋混凝土結構 砌體結構 鋼結構 木結構 二、按承重體系分 混合結構 框架結構 ： 10 層以下，布置靈活 框剪結構 ：框架承受豎向荷載，剪力墻承受水平力 剪力墻結構 ：剪力墻承受水平力和豎向荷載 筒體結構 ：高層或超高層（ 100m 以上） 大跨結構 第二節(jié) 鋼筋的種類及其力學性能 一、鋼筋種類 熱軋鋼筋 一 級 ＨＰＢ２３５ φ 光面圓鋼 二級 ＨＲＢ３３５ 三級 ＨＲＢ４００ 均帶肋紋 注意 20MnSi 意思 鋼絲 鋼鉸線 熱處理鋼筋 二、鋼筋的選用 普通混凝土鋼筋：熱軋鋼筋 預應力混凝土鋼筋：鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋 三、鋼筋的力學性能 有屈服點的鋼筋 （熱軋鋼筋、冷拉鋼筋） 屈服強度：鋼筋屈服時的應力，用 σ s 表示 極限強度：鋼筋所能承受的最大應力 沒有 明顯 屈服點的鋼筋 （鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋） 條件屈服強度 σ ：殘余應變?yōu)?%時鋼筋的應力，用 σ 表示。 13 選擇鋼 筋應考慮強度和塑性；伸長率 、冷彎性能 是 鋼筋的 塑性指標。 四、鋼筋成分對性能的影響 碳 ： 在一定范圍內， 提高含碳量 能提高鋼筋強度，但對塑性、可焊性 不利。 合金：對強度、塑性均有利。 硫、磷：有害元素，易造成脆斷，對塑性、可焊性不利。