由于约束的类型不同,约束反力的作用方式也各不相同。下面介绍在工程中常见的几种约束类型及其约束反力的特性。(一)柔索约束由柔软且不计自重的绳索、链条等构成的约束称为柔索约束。所以,柔索的约束反力通过接触点,沿柔索中心线而背离所约束的物体,通常用符号T表示。物体A所受的约束反力T如图1-9所示。约束反力XA、YA对应于约束限制移动的位移;约束反力偶mA对应于约束限制转动的位移。......
2025-09-30
在实际工程中,作用在结构上的荷载是多种多样的。为了便于力学分析,需要从不同的角度,将它们进行分类。
(1)荷载按其作用在结构上的时间久暂分为恒载和活荷载(永久荷载和可变荷载)。
1)恒载是指作用在结构上的不变荷载,即在结构建成以后,其大小和作用位置都不再发生变化的荷载。例如,构件的自重、土压力等。构件的自重可根据结构尺寸和材料的重力密度(即每1m3体积的重量,单位为N/m3)进行计算。例如,截面尺寸为20cm×50cm的钢筋混凝土梁,总长为6m,已知钢筋混凝土重力密度为24000N/m3,则该梁的自重G=24000×0.2×0.5×6=14400(N)。
如果将总重除以长度,则得到该梁每米长度的重量,单位为N/m,用符号q表示,即q=14400/6=2400(N/m)。
在建筑工程中,对于楼板的自重,一般是以1m2面积的重量来表示。例如,10cm厚的钢筋混凝土楼板,其重量为24000×0.1=2400(N/m2)。就是说,10cm厚的钢筋混凝土楼板每1m2的重量为2400N。
重量的单位也可以用“kN”来表示,1kN=1000N。例如,上面钢筋混凝土的重力密度可表示为24kN/m3。
2)活荷载是指在施工或建成后使用期间可能作用在结构上的可变荷载。这种荷载有时存在,有时不存在,它们的作用位置和作用范围可能是固定的(如风荷载、雪荷载、会议室的人群荷载等),也可能是移动的(如吊车荷载、桥梁上行驶的汽车荷载等)。不同类型的房屋建筑,因其使用情况的不同,活荷载的大小也就不同。在现行《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)中,各种常用的活荷载,都有详细的规定,例如,住宅、办公楼、托儿所、医院病房等一类民用建筑的楼面活荷载,目前规定为1.5kN/m2;而教室、会议室的活荷载,则规定为2.0kN/m2。(https://www.chuimin.cn)
(2)荷载按其作用在结构上的分布情况分为分布荷载和集中荷载。
1)分布荷载是指满布在结构某一表面上的荷载,根据其具体作用情况还可以分为均布荷载和非均布荷载。如果分布荷载在一定的范围内连续作用且其大小在各处都相同,这种荷载称为均布荷载。例如,上面所述梁的自重按每米长度均匀分布,称为线均布荷载;又如上面所述的楼面荷载,按每单位面积均匀分布,称为面均布荷载。反过来,如果分布荷载不是均布荷载,则称为非均布荷载,如水压力,其大小与水的深度有关(成正比),荷载为按照三角形规律变化的分布荷载,即荷载虽然连续作用,但其各处大小不同。
2)集中荷载是指作用在结构上的荷载。其分布的面积远远小于结构的尺寸,则将此荷载认为是作用在结构的某点上。上面所述的吊车轮压,即认为是集中荷载。其单位一般用“N”或“kN”表示。
(3)荷载按作用在结构上的性质分为静力荷载和动力荷载。
1)当荷载从零开始,逐渐缓慢地、连续均匀地增加到最后的确定数值后,其大小、作用位置及方向都不再随时间而变化,这种荷载称为静力荷载。如结构的自重、一般的活荷载等。静力荷载的特点是该荷载作用在结构上时,不会引起结构振动。
2)如果荷载的大小、作用位置、方向随时间而急剧变化,这种荷载称为动力荷载。如动力机械产生的荷载、地震力等。动力荷载的特点是该荷载作用在结构上时,会产生惯性力,从而引起结构显著振动或冲击。
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