第三讲-荷载及结构计算简图

1、第三讲第三讲结构构件上的结构构件上的荷载荷载及结构的计算简图及结构的计算简图目 录3.1结构上的荷载结构上的荷载3.1 结构上的荷载 (1) 按作用时间的长短和性质分按作用时间的长短和性质分 按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类：按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类：永永久荷载、可变荷载和偶然荷久荷载、可变荷载和偶然荷载载。 永久荷载永久荷载是指在结构设计使用期间，其值不是指在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自重、土压力

2、、预应力等荷载，永例如，结构的自重、土压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。久荷载又称恒荷载。3.1 结构上的荷载结构上的荷载3.1.1 荷荷载的分类载的分类 可变荷载可变荷载是指在结构设计使用期内其值随时是指在结构设计使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。间而变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载例如，楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载又称活荷等，可变荷载又称活荷载。载。 偶然荷载偶然荷载是指在结构设计使用期内不一定出是指在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。现，一旦出现，其值很

3、大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、撞击力等。例如，爆炸力、撞击力等。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (2) 按结构的反应特点分按结构的反应特点分 荷载按结构的反应特点分为荷载按结构的反应特点分为静态荷载和动态荷载静态荷载和动态荷载两类。两类。 静态荷载静态荷载是使结构产生的加速度可以忽略不是使结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如结构自重、住宅和办公楼的楼面活计的作用，如结构自重、住宅和办公楼的楼面活荷载等。荷载等。 动态荷载动态荷载是使结构产生的加速度不可忽略不是使结构产生的加速度不可忽略不计的作用，如地震、吊车荷载、设备振动等。计的作用，如地震、吊车荷载、设备振动等。3.1 结构上的

4、荷载结构上的荷载 (3) 按作用位置分按作用位置分 荷载按作用位置可分为荷载按作用位置可分为固定荷载和移动荷载固定荷载和移动荷载两类。两类。 固定荷载固定荷载是指作用位置不变的荷载，如结构是指作用位置不变的荷载，如结构的自重等。的自重等。 移动荷载移动荷载是指可以在结构上自由移动的荷载，是指可以在结构上自由移动的荷载，如车轮压力等。如车轮压力等。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (1) 材料的重力密度材料的重力密度 某种材料单位体积的重量（kN/m3），称为材料的重力密度，用表示。3.1.2 荷载的分布形式荷载的分布形式 如工程中常用水泥砂浆的重力密度是如工程中常用水泥砂浆的重力密度是20 k

5、N/m3，石，石灰砂浆的重力密度是灰砂浆的重力密度是17 kN/m3，钢筋混凝土的重力密度，钢筋混凝土的重力密度是是25 kN/m3，砖的重力密度是，砖的重力密度是19 kN/m3。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (2) 均布面荷载均布面荷载 在均匀分布的荷载作用面上，单位面积上的荷载值称为均布面荷载，其单位为kN/m2或N/m2。图3.1为板的均布面荷载。【知识链接知识链接】 一般板上的自重荷载为均布面荷载，其值为重力一般板上的自重荷载为均布面荷载，其值为重力密度乘以板厚。密度乘以板厚。 如一矩形截面板，板厚度为如一矩形截面板，板厚度为h h（m m），），重力密度为重力密度为（kN/m3

6、）,板的自重在平面上是均匀分布的，单位板的自重在平面上是均匀分布的，单位面积的自重面积的自重g gk k=h（kN/m2）。）。3.1 结构上的荷载结构上的荷载图图3.1 板的均布面荷载板的均布面荷载图图3.2 梁上的均布线荷载梁上的均布线荷载3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (3) 均布线荷载均布线荷载 沿跨度方向单位长度上均匀分布的荷载称为均布线荷载，其单位为kN/m或N/m，图3.2为梁上的均布线荷载。 一般梁上的自重荷载为均布线荷载，其值为重力一般梁上的自重荷载为均布线荷载，其值为重力密度乘以横截面面积。密度乘以横截面面积。 如一矩形截面梁如一矩形截面梁,其截面宽度为其截面宽度为b （

7、mm），截面），截面高度为高度为h （mm），重力密度为），重力密度为（kN/m3）,梁的自重沿跨度方向是均匀分布的，沿梁轴均布线荷梁的自重沿跨度方向是均匀分布的，沿梁轴均布线荷载载gk=bh（kN/m）。）。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (4) 非均布线荷载非均布线荷载 沿跨度方向单位长度上非均匀分布的荷载称为非均布线荷载，其单位为kN/m或N/m。图3.3所示的挡土墙的土压力即为非均布线荷载。图图3.3 挡土墙的土压力挡土墙的土压力3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (5) 集中荷载（集中力）集中荷载（集中力） 集中地作用于一点的荷载称为集中荷载（集中力），其单位为kN或N，通常用G或P

8、表示，如图3.4所示的柱子自重。图图3.4 柱子的自重柱子的自重 一般柱子的自重荷载为集中力，其值为重力密度一般柱子的自重荷载为集中力，其值为重力密度乘以柱子的体积，即乘以柱子的体积，即G=bhLbhL。3.1 结构上的荷载结构上的荷载图图3.5 板上的荷载传给梁示意图板上的荷载传给梁示意图3.1 结构上的荷载结构上的荷载 在后续进行结构设计时，对荷载应赋予一个规定的量值，该量值即所谓荷载代表值。永久荷载采用标准值为代表值，可变荷载采用标准值、组合值、频遇值或准永久值为代表值。3.1.3 荷载的代表值荷载的代表值3.1 结构上的荷载结构上的荷载按承载能力极限状态设计时，可变荷载的代表值一般取其

9、按承载能力极限状态设计时，可变荷载的代表值一般取其标准值或组合值，按正常使用极限状态设计时，可变荷载标准值或组合值，按正常使用极限状态设计时，可变荷载的代表值一般取其频遇值或准永久值。的代表值一般取其频遇值或准永久值。 3.1.3.1 荷载的标准值荷载的标准值 荷载标准值是荷载的基本代表值。荷载标准值为设计基准期内（50年）最大荷载统计分布的特征值，是指其在结构使用期间可能出现的最大荷载值。 （1) 永久荷载标准值（gk或Gk），是永久荷载的唯一代表值。对于结构自重可以根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 【例例3.1】矩形截面钢筋混凝土梁L2，计算跨度为5

10、.1 m，截面尺寸为b=250 mm，h=500 mm，求该梁自重(即永久荷载)标准值。 【例例3.2】楼面做法为：30 mm水磨石地面，120 mm钢筋混凝土空心板（折算为80 mm实心板），板底石灰砂浆粉刷厚20 mm，求楼板自重标准值。计算过程中应注意物理量单位的换计算过程中应注意物理量单位的换算。算。（各材料的重力密度前面已给出）（各材料的重力密度前面已给出）3.1 结构上的荷载结构上的荷载 （2) 可变荷载标准值(qk，Qk)，由设计使用年限内最大荷载概率分布的某个分位值确定，是可变荷载的最大荷载代表值，由统计所得。我国建筑结构荷载规范对于楼(屋)面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等

11、可变荷载标准值，规定了具体的数值，设计时可直接查用。 根据根据荷载规范荷载规范查查得案例一中教学楼教室的楼得案例一中教学楼教室的楼面活荷载标准值为面活荷载标准值为2 kN/m2；楼梯上的楼面活荷载标；楼梯上的楼面活荷载标准值为准值为2.5 kN/m2。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 风荷载标准值（wk）。风受到建筑物的阻碍和影响时，速度会改变，并在建筑物表面上形成压力和吸力，即为建筑物所受的风荷载。根据建筑结构荷载规范相关规定，风荷载标准值（wk）按下式计算： 式中wk风荷载标准值（kN/m2）； z高度z处的风振系数，它是考虑风压脉动对结构产生的影响，按建筑结构荷载规范规定的方法计算；0k

12、zszww 3.1 结构上的荷载结构上的荷载 s风荷载体型系数，见建筑结构荷载规范； z风压高度变化系数，见建筑结构荷载规范； w0基本风压（kN/m2），是以当地平坦空旷地带10 m高处统计得到的50年一遇10 min平均最大风速为标准确定的，按建筑结构荷载规范中“全国基本风压分布图”查用。 雪荷载标准值、施工及检修荷载标准值见建筑结构荷载规范相关规定取值。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 3.1.3.2 可变荷载组合值（可变荷载组合值（Qc） 当结构上同时作用有两种或两种以上可变荷载时，由于各种可变荷载同时达到其最大值（标准值）的可能性极小，因此，计算时采用可变荷载组合值，用Qc表示： 式

13、中Qc可变荷载组合值； Qk可变荷载标准值； c可变荷载组合值系数，一般楼面活荷载、雪荷载取0.7，风荷载取0.6。kccQQ3.1 结构上的荷载结构上的荷载 3.1.3.3 可变荷载频遇值（可变荷载频遇值（Qf） 可变荷载频遇值是指结构上时而出现的较大荷载。对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。可变荷载频遇值总是小于荷载标准值，其值取可变荷载标准值乘以小于1的荷载频遇值系数，用Qf表示： 式中Qf 可变荷载频遇值； f可变荷载频遇值系数。kffQQ3.1 结构上的荷载结构上的荷载 3.1.3.4 可变荷载准永久值（可变荷载准永久值（Qq） 可

14、变荷载准永久值是指可变荷载中在设计基准期内经常作用（其超越的时间约为设计基准期一半）的可变荷载。在规定的期限内有较长的总持续时间，也就是经常作用于结构上的可变荷载。其值取可变荷载标准值乘以小于1的荷载准永久值系数，用Qq表示： 式中Qq可变荷载准永久值； q可变荷载准永久值系数。qqqQQ3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (1) 荷载分项系数荷载分项系数 荷载分项系数用于结构承载力极限状态设计中，目的是保证在各种可能的荷载组合出现时，结构均能维持在相同的可靠度水平上。荷载分项系数又分为永久荷载分项系数G和可变荷载分项系数Q，其值见表3.1。3.1.4 荷载分项系数与设计值荷载分项系数与设计值3

15、.1 结构上的荷载结构上的荷载表表3.1 基本组合的荷载分项系数基本组合的荷载分项系数3.1 结构上的荷载结构上的荷载 (2) 荷载的设计值荷载的设计值 一般情况下，荷载标准值与荷载分项系数的乘积即为荷载设计值，也称设计荷载，其数值大体上相当于结构在非正常使用情况下荷载的最大值，它比荷载的标准值具有更大的可靠度。永久荷载设计值为GGk；可变荷载设计值为QQk。 【例例3.3】求例3.2中楼面永久荷载设计值和可变荷载设计值。永久荷载及可变荷载分项系数分别为1.2和1.4。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 荷载效应是指荷载引起的结构或结构构件的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）、变形（挠度、转角裂缝

16、等）的总称。用S表示。 结构抗力是指结构或结构构件承受荷载效应的能力，如结构构件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。结构抗力是结构内部固有的，它的大小主要取决于材料的性能、构件的几何参数及计算模式的精确度。3.1.5 荷载效应及结构抗力荷载效应及结构抗力3.1 结构上的荷载结构上的荷载 结构的工作性能可用结构功能函数Z来描述。当只有荷载效应S和结构抗力R两个基本变量时，则有 Z=g(S,R)=R-S 显然，当Z0（RS）时，结构处于可靠状态；当Z0（RS）时，结构处于失效状态； 当Z0 (RS）时，结构处于极限状态。 故上式称为极限状态方程。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 （1） 承载能力极

17、限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 结构构件的承载能力极限状态设计表达式为: SR 式中R 结构构件的承载力设计值，即抗力设计值;S 荷载效应基本组合或偶然组合设计值。 荷载效应基本组合设计值,应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值确定。3.1.6 极限状态下的实用设计表达式极限状态下的实用设计表达式3.1结构上的荷载结构上的荷载 由可变荷载效应控制的组合 式中0结构构件的重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年

18、及以下的结构构件，不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。3.1 结构上的荷载结构上的荷载 永久荷载分项系数，按单元四表3.1查得。 按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值。 , 第1个和第i个可变荷载的分项系数，按表3.1查得。 , 按起控制作用的一个可变荷载标准值 和第i个可变荷载标准值 计算的荷载效应。 第i个可变荷载的组合值系数，按附表3.2和附表3.3查得。 n 参与组合的可变荷载数。3.1 结构上的荷载结构上的荷载3.1 结构上的荷载结构上的荷载 （2） 按正常使用极限状态设计表达式按正常使用极限状态设计表达式 正常使用极限状态主要验算结构构件的变形、抗裂度或裂缝宽

19、度等，使其满足结构适用性和耐久性的要求。由于其危害程度不如承载能力破坏时大，故对其可靠度的要求可适当降低。设计时取荷载标准值，不需要乘以荷载分项系数，也不考虑结构的重要性系数。 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永久组合，按下列设计表达式进行设计： Sd C 式中Sd正常使用极限状态的荷载效应组合值;C结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制，如变形、裂缝宽度、应力等。3.1 结构上的荷载结构上的荷载3.2静力学的基本知识静力学的基本知识3.2 静力学的基本知识3.2.1.1 静力学的概念静力学的概念 一般情况下，一个物体总是同时受到许多力的作用。

20、例如建筑物的楼板除承受自重外，还承受着人、设备或家具等重量作用。通常将作用在物体上的一群力称为力系。 物体在力系的作用下，相对于地球处于静止状态或保持匀速直线运动的状态，就称该物体处于平衡状态该物体处于平衡状态。例如，房屋、桥梁等建筑物，以及匀速提升的电梯都处于平衡状态。 静力学（Statics）就是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。静力学是力学的一个分支。静力学的基本物理静力学的基本物理量有三个：力、力偶、力矩。量有三个：力、力偶、力矩。3.2.1 静力学简介静力学简介3.2 静力学的基本知识 3.2.2.1 力的概念力的概念 力是物体间的相互作用，这种相互作用会引起物体运动状态的改变（外

21、效应），或者会使物体发生变形（内效应）。静力学研究的是物体的外效应。 从实践可知，力对物体的作用效应取决于力的三个要素：力的大小，力的方向和力的作用点。3.2.2 力与刚体力与刚体3.2 静力学的基本知识 3.2.2.2 刚体刚体 刚体是指在任何外力作用下其几何形状的改变可以忽略的物体。 在很多情况下，固体在受力和运动过程中变形很小，基本上保持原来的大小和形状不变。对此，人们提出了刚体这一理想模型。刚体的特点是：在运动过程中，刚体的所有质元之间的距离始终保持不变。而且，作用在刚体各个部分之间的内力，在刚体的整体运动中不起作用。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识（1） 力的分解与合成力的分

22、解与合成 在工程实际问题中，常把一个力F沿直角坐标轴方向分解为两个互相垂直的两个分力F Fx、F Fy，如图3.10所示。F Fx、F Fy的大小可由三角公式求得: 式中力F F与x轴的夹角。cosFFxsinFFy3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识图图3.6 力的分解与合成力的分解与合成3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 若已知力F的大小及其与x轴所夹的锐角，则力F在坐标轴上的投影X、Y可按下式计算 反之，如果力F在x轴和y轴上的投影X、Y已知，则由图3.10中的几何关系可推出力F的大小和方向。cosFXsinFY3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 力在坐标轴上的投影有两种

23、特殊情况： 当力与坐标轴垂直时，力在该轴上的投影等于零； 当力与坐标轴平行时，力在该轴上的投影的绝对值等于力的大小。表表3.2 力的方向与其投影的正负号力的方向与其投影的正负号3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 【例例3.4】试分别求出图3.7中各力在x轴和y轴上的投影，已知F1=80 N，F2=120 N，F3=F4=200 N，各力的方向如图3.7所示。图图3.7 例例3.1附图附图3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 3.2.3.1 力矩的概念力矩的概念 在实际生活中，力对物体的作用，有时会使物体移动，有时会使物体转动。如图3.8所示，扳手拧螺母的转动效果不仅与力F F的大小有

24、关，而且与点O到力作用线的垂直距离d 有关。3.2.3 力矩和力偶力矩和力偶图图3.8 力对点之矩力对点之矩3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 为了度量力使物体绕某点（轴）的转动效应，在此引入力矩的概念，其定义是：力对某点的力矩等于该力的大小与点到力作用线垂直距离的乘积。即： 式中 力对O点的力矩（Nm或kNm）； O 转动中心； d 力臂，指矩心到力作用线的垂直距离； 正负号，表示力矩的转向，规定为：力使物体绕矩心逆时针转动为正，顺时针转动为负。dFFMO)()(FMO3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 由以上力对某点力矩的定义，可以得出以下推论： (1) 力对某已知点的力矩，不

25、因力在作用线上移动而改变（因为力臂 d 大小不变）。 (2) 当力的作用线通过力矩中心时，则力对该点的力矩等于零（因为力臂 d =0）。 (3) 两个作用在同一直线上、大小相等、方向相反的力，对于任一点的力矩代数和都等于零。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 【例例3.2】分别计算图3.8所示的力F1、F2对O点的力矩。图图3.8 例例3.2附图附图 由例由例3.2可以看出，合力对某一点的力矩与其分力对该点的力可以看出，合力对某一点的力矩与其分力对该点的力矩有如下关系：矩有如下关系： 平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩，等于力系中各分平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩，等于力系中

26、各分力对同一点力矩的代数和。力对同一点力矩的代数和。这就是平面汇交力系的合力矩定理。合力矩定理。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 3.2.3.2 力偶和力偶矩力偶和力偶矩 在日常生活中，我们经常可以看到汽车司机用双手转动方向盘（图3.9），人们用两个手指拧矿泉水瓶盖等，在方向盘上、矿泉水瓶盖上都作用了一对大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的力。这两个等值、反向的平行力不能合成为一个力，也不能平衡。实际生活经验告诉我们，这样的两个力只能使物体产生转动效应，而不能产生移动效应。在力学中，这种由大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的两个力组成的力系，称为力偶（如图3.10所示）

27、，用符号（F、F）表示。力偶中两个力的作用线之间的垂直距离称为力偶臂，力偶所在的平面称为力偶的作用面。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识图图3.9 方向盘上的转动方向盘上的转动图图3.10 力偶的概念力偶的概念3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 力偶矩为力偶中的一个力与其力偶臂的乘积，力偶矩为力偶中的一个力与其力偶臂的乘积，并用符号并用符号m（F、F）或）或m表示表示，即 式中正负号的规定是：若力偶的转向是逆时针时取正号；反正，取负号。力偶矩的单位与力矩相同，也是“Nm”或“kNm”。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 3.2.3.3 力偶的基本性质力偶的基本性质 （1） 力

28、偶在任一轴上的投影等于零。力偶在任一轴上的投影等于零。图图3.11 力偶在某轴上的投影力偶在某轴上的投影3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 （2） 力偶不能简化为一个合力。力偶不能简化为一个合力。 力偶不能简化为一个力，既不能用一个力代替，力偶不能简化为一个力，既不能用一个力代替，也不能和一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。也不能和一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。图图3.12 力偶对平面内任一点的力偶矩力偶对平面内任一点的力偶矩3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 （3） 力偶对其平面内任一点的矩都等于力偶矩，力偶对其平面内任一点的矩都等于力偶矩，与矩心的位置无关。与矩心的位置无关。 （

29、4） 在同一平面内的两个力偶，如果它们的力在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等，力偶的转向相同，则这两个力偶偶矩大小相等，力偶的转向相同，则这两个力偶是等效的，这一性质称为力偶的等效性。是等效的，这一性质称为力偶的等效性。 从以上分析可知，决定从以上分析可知，决定力偶作用效应的三个要素力偶作用效应的三个要素为：力偶矩的大小、力偶的转向及力偶的作用面。为：力偶矩的大小、力偶的转向及力偶的作用面。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 3.2.4.1 约束与约束反力的概念约束与约束反力的概念 限制一个物体运动的其他物体就称为该物体的限制一个物体运动的其他物体就称为该物体的约束。约束。

30、例如，柱子就是梁的约束，基础就是柱子的约束，合页是门和窗的约束。 由于约束限制了被约束物体的运动，因此，约约束必然对约束物体有力的作用，这种力称为约束必然对约束物体有力的作用，这种力称为约束反力，简称反力。约束反力的方向总是与被束反力，简称反力。约束反力的方向总是与被约束物体的运动方向相反。约束物体的运动方向相反。3.2.4 约束与约束反力约束与约束反力3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 3.2.4.2 几种常见的约束类型几种常见的约束类型 (1) 柔体约束柔体约束 由绳索、链条、皮带等软体构成的约束称为柔体约束。由于柔体约束只能受拉，不能受压，因此，柔体约束的约束反力一定是通过接触点，

31、沿着柔体约束的中心线背离物体的方向，且只能是拉力，用F FT表示，如图3.13所示。3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识图图3.13 柔体约束柔体约束3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 (2) 光滑接触面约束光滑接触面约束 两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小可以忽略不计，那么由这种接触面所构成的约束，称为光滑接触面约束。光滑接触面约束只能限制物体沿着接触面的公法线指向接触面的运动，而不能限制物体沿着接触面的公切线或离开接触面的运动。所以，光滑接触面的约束反力必定通过接触点，并沿着接触面的公法线方向指向被约束的物体，且只能是压力，如图3.14所示。3.2 静力学的基本知识静力

32、学的基本知识图图3.14 光滑接触面约束光滑接触面约束3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 (3) 可动铰支座可动铰支座 可动铰支座的构造简图如图3.15（a）所示，其力学简图见图3.15（b）。它只能限制结构或构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能限制其绕铰轴转动和沿支承面方向的运动。所以它的支座反力垂直于支承面，通过铰链中心，但指向待定，常用F或R表示，如图3.15（c）所示。图图3.15 可动铰支座可动铰支座3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 (4) 固定铰支座固定铰支座 固定铰支座的构造简图如图3.16（a）所示，其力学简图见图3.16（b）。它可以限制结构或构件沿任意方向的移

33、动，而不能限制其转动。其约束性约束性能与圆柱铰链相同，支座反力与圆柱铰链的约束能与圆柱铰链相同，支座反力与圆柱铰链的约束反力也相同。反力也相同。图图3.16 固定铰支座固定铰支座3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识 (5) 固定端支座固定端支座 如果把结构或构件的一端牢固地嵌固在支承物里面，就构成了固定端支座，如雨篷嵌固在墙内，柱子与基础现浇在一起等，其力学简图见图3.17（a）或（b）。它既能限制其移动，又能限制其转动。所以它的支座反力常用两支座反力常用两个互相垂直的分力和反力偶共三个反力分量来表个互相垂直的分力和反力偶共三个反力分量来表示示，但指向待定，如图3.17（c）所示。图图3.

34、17 固定端支座固定端支座3.2 静力学的基本知识静力学的基本知识3.3结构的计算简图结构的计算简图3.3 结构的计算简图 把结构抽象和简化为既能反映实际受力情况又便于计算的图形。这种简化图形是计算时用来代替实际结构的力学模型，一般称为结构的计算简图。 计算简图的选择应遵循下列两条原则： 正确反映结构的实际受力情况，使计算结果接近实际情况； 略去次要因素，便于进行分析和计算。3.3.1 计算简图计算简图3.3 结构的计算简图 计算简图一般从如下四个方面来进行简化。 (1) 结构体系的简化结构体系的简化 工程实际中往往都是由若干构件或杆件组成的空间体系。除特殊情况外，一般根据其受力情况忽略一些次要的空间约束而将实际结构分解为平面体系。对于构件或杆件常用其纵向轴线（画成粗实线）来表示。3.3 结构的计算简图结构的计算简图 (2) 节