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2224， 鋼筋混凝土2425， 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)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 （民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,注：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。 本表各項(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 （民用樓面均布活荷載標(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qk ，其中k為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，q為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。q值見附表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。 可變荷載組合值可表示為ck 。其中c 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。 可變荷載頻遇值可表示為fk。其中f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)G和可變荷載分項(xiàng)系數(shù)Q 其值見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)值永久荷載分項(xiàng)系數(shù) G 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) Q,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、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,P8690 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,FB,FAy,FAx,例題2,例3 懸臂吊車如圖所示。橫梁AB長(zhǎng)l2.5 m，重量P1.2 kN，拉桿CB的傾角a30，質(zhì)量不計(jì)，載荷Q7.5 kN。求圖示位置a2 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)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,F