中職土木工程力學(xué)基礎(chǔ)(1)ppt課件

1、3.5 直桿軸向拉、壓的變形直桿軸向拉、壓的變形一、 彈性變形與塑性變形桿件在外力作用下發(fā)生變形，隨著外力取消即隨之消逝的變形稱為彈性變形。上述實驗中，當(dāng)手拉彈簧的拉力不大時放松，彈簧可以完全恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性性質(zhì)。當(dāng)外力取消時不消逝或不完全消逝而殘留下來的變形稱為塑性變形。在手拉橡皮泥后放松時，發(fā)現(xiàn)橡皮泥拉長了，這部分拉長而不能恢復(fù)的變形就是塑性變形。土木工程中，要求構(gòu)件所受的荷載通常限定在彈性變形范圍內(nèi)。 察看與思索取一根彈簧和一塊橡皮泥，分別用手拉一下后放開，試察看它們的變形有何不同？lll1二、 胡克定律如圖 所示，桿件在軸向拉力作用下產(chǎn)生伸長變形，設(shè)桿件原長為l，變形后長度為l1，

2、那么縱向變形l 為：拉伸時l 規(guī)定為正，反之為負(fù)，其單位為毫米mm。為了消除桿長對變形的影響，常用單位長度的變形來描畫桿件變形的程度， 單位長度的變形稱為線應(yīng)變，用表示，那么線應(yīng)變?yōu)椋簂l縱向絕對變形EAlFlN規(guī)定拉伸時 為正，反之為負(fù)，線應(yīng)變量綱為1。實驗闡明：在彈性受力范圍內(nèi)，桿件的縱向變形與桿件所受的軸力及桿件長度成正比，與桿件的橫截面面積成反比，這就是胡克定律。其表達(dá)式為：胡克定律的另一種表達(dá)方式：式中E 稱為資料的彈性模量，與資料的性質(zhì)有關(guān)，由實驗測定，它反映了某種資料抵抗變形的才干，在國際單位制中常用單位為兆帕MPa。E它闡明：在彈性受力范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。3.6 直桿軸向

3、拉、壓在工程中的運用直桿軸向拉、壓在工程中的運用一、 工程運用實例分析道路與橋梁工程中，常見的軸向受拉或受壓構(gòu)件分析。運用分析：自從1956 年瑞士建成第一座現(xiàn)代化的斯特勒姆桑德斜拉橋以來，世界各國相繼建筑了300 多座斜拉橋，我國就占了100 多座。在圖a、b 所示的某斜拉橋中，鋼質(zhì)拉索就屬于軸向受拉構(gòu)件。在施工與運用過程中，要采取有效的措施如對鋼索外加防護(hù)套、內(nèi)注水泥漿防止鋼索發(fā)生銹蝕。道路與橋梁工程中許多橋墩屬于軸向受壓構(gòu)件，其截面通常采用圓形圖c或方形。由于橋墩是軸向受壓構(gòu)件，故其縱向受力鋼筋沿周邊均勻分布圖d。鋼質(zhì)拉索-軸向受拉構(gòu)件鋼質(zhì)拉索-軸向受拉構(gòu)件道路與橋梁工程中許多橋墩-軸向

4、受壓構(gòu)件由于橋墩是軸向受壓構(gòu)件，故其縱向受力鋼筋沿周邊均勻分布鋼構(gòu)造屋架中，常見的軸向受拉或受壓構(gòu)件分析。運用分析：由于大跨度鋼屋架構(gòu)造具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、無污染等優(yōu)點，又稱“綠色建筑，在土木工程中得到了廣泛運用。大跨度雙向鋼桁架空間構(gòu)造某大型體育館圖a，跨度到達(dá)114 m。目前，鋼屋架中，主要有網(wǎng)架構(gòu)造球形結(jié)點，圖c和三角形屋架桁架構(gòu)造，圖b。鋼網(wǎng)架構(gòu)造由一些鋼構(gòu)造桿件鋼管經(jīng)過球形結(jié)點銜接，桿件可以繞球形結(jié)點作微小的轉(zhuǎn)動，屋架穩(wěn)定性較好。在計算桿件內(nèi)力時，球形結(jié)點可以簡化為圓柱鉸鏈銜接，因此，每根銜接的桿件都可以看成二力桿，通常處于上面的桿上弦桿和腹桿受壓，下邊的桿下弦桿受拉。三角形屋架普通由

5、用一些型鋼經(jīng)過焊接或螺栓銜接，桿件也可繞結(jié)點作微小的轉(zhuǎn)動，計算時，結(jié)點也可以簡化為鉸鏈銜接，各根經(jīng)過結(jié)點銜接的桿件，也可看成二力桿，通常上弦桿和腹桿受壓，下弦桿受拉。為保證屋頂?shù)姆€(wěn)定性和平安性，在施工過程中，必需保證結(jié)點的施工質(zhì)量和屋架的垂直度、程度度等。某房屋工程為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁根底，采用干打錘擊沉樁方法如圖進(jìn)展沉樁時樁身應(yīng)垂直，垂直度偏向不得超越0.5%，并用兩臺成90。方向的經(jīng)緯儀校準(zhǔn)。運用分析：管樁是按軸向受壓構(gòu)件為主設(shè)計的，它接受房屋傳來的豎直向下的荷載作用。管樁在錘擊沉樁過程中，遭到?jīng)_擊動荷載的作用。沖擊動荷載的大小與錘重、落錘高度、錘擊速度有關(guān)，沖擊動荷載能有效地把管樁沉入地基

6、中。在沉樁施工過程中，樁身、樁帽、送樁和樁錘應(yīng)在同一中心線上，并采用兩臺成90o 方向的經(jīng)緯儀校準(zhǔn)，確保樁身垂直，防止打偏，使管樁的豎向承載力到達(dá)設(shè)計要求。由于管樁抗壓強(qiáng)度高、耐沖擊性能好、施工快捷、質(zhì)量可靠，在南方軟土地基工程中廣泛運用，部分北方地域也正在推行運用。變形就是物體外形和尺寸的改動變形就是物體外形和尺寸的改動小結(jié)小結(jié)軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力是軸力FN。它沿桿件的軸線方向與橫截面垂直。計算軸力的根本方法是截面法。軸力符號規(guī)定為：拉力背叛截面為正，壓力指向截面為負(fù)。軸力圖是表示軸力沿桿件軸線方向變化規(guī)律的圖形。正的軸力畫在坐標(biāo)軸上方，負(fù)的軸力畫在坐標(biāo)軸下方。單位面積上分布的內(nèi)力稱為應(yīng)

7、力，它反映了內(nèi)力的分布集度。軸向拉、壓桿橫截面上的應(yīng)力是正應(yīng)力，且在橫截面上均勻分布AFN三、 軸向拉、壓時桿件的應(yīng)力二、 軸向拉、壓時桿件的內(nèi)力四、 軸向拉、壓時桿件的強(qiáng)度條件保證桿件具有足夠抵抗破壞才干的條件稱為強(qiáng)度條件。軸向拉、壓桿件的強(qiáng)度條件是保證桿件的任務(wù)應(yīng)力不超越其許用應(yīng)力，即運用強(qiáng)度條件可處理三類問題的計算：強(qiáng)度校核、截面設(shè)計、確定答應(yīng)荷載。 AFN五、 軸向拉、壓時桿件的變形直桿在軸向外力作用下產(chǎn)生縱向變形，用l 表示桿件縱向總的變形，用線應(yīng)變表示軸線方向單位長度的變形，即桿件的變形程度。胡克定律提示了軸向拉、壓的桿件在彈性受力范圍內(nèi)的變形與內(nèi)力、桿長、截面面積、資料性質(zhì)的關(guān)系，同時也反映了應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，即，彈性模量E 反映了資料抵抗變形的才干；抗拉、壓剛度EA 反映了用某種資料制造的一定截面尺寸的桿件抵抗拉、壓變形的才干。EA 愈大，桿件抵抗拉、壓變形的才干愈強(qiáng)，變形愈小。EAlFlNE計算軸向拉壓桿變形的胡克定律課堂練兵課堂練兵1、