作用与荷载5其他作用.ppt

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1、5 其他作用一、温度作用一、温度作用 温度变化引起材料自由膨胀、收缩温度变化引起材料自由膨胀、收缩 材料的变形受到其它构件的约束材料的变形受到其它构件的约束 内力、变形及内力、变形及位移位移静定结构静定结构：温度的变化不引起内力、但引起变形和位移温度的变化不引起内力、但引起变形和位移超静定结构超静定结构：温度的变化引起内力、变形和位移温度的变化引起内力、变形和位移 t(0C)升高升高 l l=t l 温度应力计算温度应力计算设杆件上边缘温度升高设杆件上边缘温度升高t t1 10 0，下边缘升高，下边缘升高t t2 20 0，且，且t t1 10 0 t t2 20 0 ，并沿杆件截，并沿杆件截

2、面厚度为线性。面厚度为线性。杆件的轴线温度杆件的轴线温度：t0=(h1t2+h2t1)/h杆件上、下边缘温度差杆件上、下边缘温度差：t=t2-t1温度变化时，引起轴向应变温度变化时，引起轴向应变 和曲率和曲率，不引起剪切变形，不引起剪切变形 =t 0=d/ds=(t2-t1)ds/h/ds=t/h 截面上引起的截面上引起的弯矩弯矩M=EI =EI t/hds t1dshh1h2d ds t2ds常用超静定结构温度内力常用超静定结构温度内力（1 1）两端固定梁）两端固定梁 t10 t20 (t10 t20)M M=EIEI t/ht/h(温度低一侧受拉温度低一侧受拉)（2 2）一端固定一端简支梁

3、）一端固定一端简支梁 t10 t20 (t10 t20)M M=3=3EIEI t/2ht/2h (温度低一侧受拉温度低一侧受拉)（3 3）圆形水池壁内力计算）圆形水池壁内力计算 壁面温差（壁面温差（t t）-池内水温与池外土温之差池内水温与池外土温之差 中中面面温温差差（t t0 0）-水水池池施施工工期期间间混混凝凝土土浇浇筑筑毕毕时时的的温温度度与与使使用用期期间间的的季季节节最最高高或或最最低低温温度度之差之差 壁面温差（壁面温差（t t）圆形水池壁内力计算）圆形水池壁内力计算 两端固定圆形水池壁在壁面温差（两端固定圆形水池壁在壁面温差（t t ）作）作用下产生纯弯温度应力用下产生纯弯

4、温度应力 环向弯矩环向弯矩M M=径向弯矩径向弯矩 M Mx x=D D(1+(1+)t/h t/h D D池壁弯曲抗弯刚度，池壁弯曲抗弯刚度，D D=E Ec ch h3 3/12(1-/12(1-2 2)hR 壁面温差壁面温差 t 中面温差（中面温差（t t0 0）作用下圆形水池壁内力计算）作用下圆形水池壁内力计算(思考？思考？)hpTpT虚拟荷载虚拟荷载 pT=Ec h t0/R hpTpT t00二、变形作用二、变形作用 变形变形指指外界因素外界因素的影响使结构被迫发生变形的影响使结构被迫发生变形 地基变形地基变形 结构支座位移结构支座位移 混凝土徐变、收缩混凝土徐变、收缩受内部或外部

5、约束受内部或外部约束 结构内力重分布结构内力重分布 地层对地下结构产生反作用力地层对地下结构产生反作用力 地层弹性抗力地层弹性抗力 制造误差等制造误差等 变形作用效应变形作用效应 静定结构：静定结构：支支座座移移动动、材材料料收收缩缩、制制造造误误差差等等使使结结构构发发生生的的变变形形不不引引起起内内力力、但但引起变形和位移引起变形和位移 超静定结构：超静定结构：支支座座移移动动、材材料料收收缩缩、制制造造误误差差等等使使结结构构发发生生的的变变形形引引起起内内力力、变形和位移变形和位移 变形作用计算变形作用计算按力学基本原理求解按力学基本原理求解 Ml=6EI /l 2Mr=2EI /l

6、Mr=6EI /l 2Ml=4EI /l Ml=3EI /l 2Ml=3EI /l四、撞击作用1）船舶的撞击作用2）漂流物的撞击作用3）汽车的撞击作用要求：了解每种撞击作用在工程中具体体现，理解各种撞击的作用对象及作用点的位置等五、五、爆炸作用爆炸作用 爆炸概念爆炸概念 足足够够快快、足足够够强强的的能能量量释释放放所所产产生生的的人人们们能能够够听听见见的的空空气冲击压力气冲击压力 (包包括括：核核爆爆炸炸、普普通通炸炸药药爆爆炸炸、油油罐罐、煤煤气气等等的的爆爆炸炸)（非核）爆炸的特点（非核）爆炸的特点 空气冲击波的空气冲击波的作用时间很短作用时间很短、传播过程中、传播过程中强度迅速减小强

7、度迅速减小 爆炸荷载的计算爆炸荷载的计算（爆炸冲击波对地面结构物的作用）（爆炸冲击波对地面结构物的作用）爆心爆心高压波高压波顶盖顶盖前墙前墙 背墙背墙 爆炸发生时反应区内瞬时形成极高的压力与周围未扰动的空气处于爆炸发生时反应区内瞬时形成极高的压力与周围未扰动的空气处于极端的不平衡状态极端的不平衡状态 高压波从爆心向外运动，强烈挤压邻近空气并不断向外扩展的压缩高压波从爆心向外运动，强烈挤压邻近空气并不断向外扩展的压缩空气层空气层 冲击地面建筑物（冲击地面建筑物（前墙承受前墙承受压力压力；背墙、顶盖和侧墙承受；背墙、顶盖和侧墙承受吸力吸力）爆炸冲击波对结构产生的荷载爆炸冲击波对结构产生的荷载 冲击

8、波超压冲击波超压：由气体压缩而产生的压力：由气体压缩而产生的压力 最大的反射超压最大的反射超压 P Pf f =k kf f P P 入射波波阵面入射波波阵面 最大超压最大超压 反射系数，取值反射系数，取值6 6 8 8 冲击波动压冲击波动压：空气质点本身的运动产生的压力（：空气质点本身的运动产生的压力（q q(t)(t)）前墙压力从前墙压力从 P Pf f （最大的反射超压）（最大的反射超压）表面阻力系数表面阻力系数 衰减衰减 P P(t)+c(t)+cd d q q(t)(t)入射波波阵面上最大超压入射波波阵面上最大超压 冲击波产生的动压冲击波产生的动压 整个前墙面上单位面积整个前墙面上单位面积平均压力平均压力 P P1 1(t)(t)=P P(t)+c(t)+cd d q q(t)(t)侧墙、顶盖、背墙在冲击波作用下单位面积侧墙、顶盖、背墙在冲击波作用下单位面积平均吸力平均吸力 P Pi i(t)(t)=P P(t)-c(t)-cd d q q(t)(t)六、火灾作用1）掌握火灾发生的条件2）理解两个概念：火灾 作用密度、建筑构件 的耐火极限上海11.15火灾现场