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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划根据材料计算冲击力接触时间结构力学综合训练纸结构计算书教学单位：.专业：.班级：.组员：.指导教师：.目录1设计说明.2方案的构思.2结构体系.22方案图说明.3主要构件详图.3方案效果图.43计算说明.4结构选型及基本参数设定.4基本参数设定.4结构选型.4荷载分析.5静载的等效假定.5冲击荷载的等效假定.5荷载作用下整体结构各向受力情况.6内力分析.6荷载作用下结构轴力分析.6荷载作用下结构剪力分析.7荷载作用下结构弯矩分析.7位移估算.9构件Ux方向位移估算.9构件Uy方向位移
2、估算.10本次结构选型依据.101设计说明方案的构思本次设计结构模型为四层吊脚楼框架结构模型，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击四层吊脚楼结构框架模型的一层楼面，整个模型包括泥石流山体滑坡冲击模拟加载台、冲击点过渡夹板、静荷载放置加载台和主体四层吊脚楼结构框架模型四大部分。我们主要进行四层吊脚楼结构框架模型的设计与制作，并通过若干螺栓将结构模型与静加载台安置槽连接放置，利用后固定板弹簧弹力配合前撞击板在将冲击点过渡板与模型结构紧密相连的同时最大程度模拟泥石流山体滑坡过程中水平向上的均匀冲击力。其中，制作材料由自己准备，采用纸质材料制作吊脚结构框架模型主受力支承骨架结构。通过合理设计吊脚楼框架结
3、构模型的结构形式以及冲击受力区域局部加强的方式，实现较大的结构强度、刚度以及稳定性，并且做到吊脚楼结构模型材料总质量尽可能小。整个分析设计过程需要综合运用结构力学和材料力学等相关的力学知识。综合悬挑结构的受力特点，最终采用的方案为等厚度桁架体系。整个屋盖由两榀平面桁架支承，作为竖向主受力体系，之间通过横向系杆连接以防止面外失稳，增强结构的整体性。支承骨架结构构件采用矩形管封闭截面，且在模型的制作中均使构件长度方向与白卡纸顺纹向同向。总之，我们的设计理念是以尽量少的构件及材料，组建强度高、刚度好。稳定且高效的吊脚楼框架结构，实现将外荷载以最简捷的传力方式传向支座的目标。合理的体系选取及构件截面设
4、计，使该结构具有较好的视觉效果。结构体系结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要矛盾，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。在工程中，其主要类型有砖混结构、混凝土、钢结构。根据实际情况，我们选定以钢结构模块为蓝本，选取桁架体系为分析研究对象，其特点是各部分均由杆件组成，杆件只有轴向力，忽略弯矩和剪力的影响。2方案图说明主要构件详图主要构件图1主要构件图2方案效果图3计算说明结构选型及基本参数设定基本参数设定层数编号厚度/mm222123宽度/mm屈服荷载/N屈服应力/MPa平均值/MPa白卡纸受拉实验结果表材料密度Ns2/mm4巴西白卡纸
5、6E-09重度N/mm36E-06弹性模量N/mm2泊松比线膨胀系数1/C白卡纸部分力学参数表结构选型根据设计规则，结构不仅承担竖向静荷载，而且需承受一定量级的冲击力，在重物作用和从水平倾角30相对高度米静止释放1kg钢球冲击两种情况下具有足够的刚度，使其位移量不超过测点位移大于80mm、避免测点脱离预先黏贴纸靶，测试完成后，测点1或2处结构残余变形不大于35mm。对于结构形式及造型而言，只要满足相关控制点的要求，对吊脚楼框架体系以及外形的选择不限，这位我们设计方案的选择提供了较大的余地。我们在结构选型过程中分别从结构体系以结构外形两方面进行了分析。在结构体系的选取方面，由于桁架体系的竖向刚度
6、较大，能承受较大的弯矩第14章动载荷动载荷的概念及分类在以前各章中，我们主要研究了杆件在静载荷作用下的强度、刚度和稳定性的计算问题。所谓静载荷就是指加载过程缓慢，认为载荷从零开始平缓地增加，以致在加载过程中，杆件各点的加速度很小，可以忽略不计，并且载荷加到最终值后不再随时间而改变。在工程实际中，有些高速旋转的部件或加速提升的构件等，其质点的加速度是明显的。如涡轮机的长叶片，由于旋转时的惯性力所引起的拉应力可以达到相当大的数值；高速旋转的砂轮，由于离心惯性力的作用而有可能炸裂；又如锻压汽锤的锤杆、紧急制动的转轴等构件，在非常短暂的时间内速度发生急剧的变化等等。这些部属于动载荷研究的实际工作问题。
7、实验结果表明，只要应力不超过比例极限，虎克定律仍适用于动载荷下应力、应变的计算，弹性模量也与静载下的数值相同。动载荷可依其作用方式的不同，分为以下三类：1构件作加速运动。这时构件的各个质点将受到与其加速度有关的惯性力作用，故此类问题习惯上又称为惯性力问题。2载荷以一定的速度施加于构件上，或者构件的运动突然受阻，这类问题称为冲击问题。3构件受到的载荷或由载荷引起的应力的大小或方向，是随着时间而呈周期性变化的，这类问题称为交变应力问题。实践表明：构件受到前两类动载荷作用时，材料的抗力与静载时的表现并无明显的差异，只是动载荷的作用效果一般都比静载荷大。因而，只要能够找出这两种作用效果之间的关系，即可
8、将动载荷问题转化为静载荷问问题处理。而当构件受到第三类动载荷作用时，材料的表现则与静载荷下截然不同，故将在第15章中进行专门研究。下面，就依次讨论构件受前两类动载荷作用时的强度计算问题。构件作加速运动时的应力计算本节只讨论构件内各质点的加速度为常数的情形，即匀加速运动构件的应力计算。构件作匀加速直线运动设吊车以匀加速度a吊起一根匀质等直杆，如图14-1(a)所示。杆件长度为l，横截面面积为A，杆件单位体积的重量为?，现在来分析杆内的应力。由于匀质等直杆作匀加速运动故其所有质点都具有相同的加速度a，因而只要在每质点上都施加一个大小等于其质量m与加速度a的乘积、而方向与a相反的惯性力，则整个杆件即
9、可认为处于平衡状态。于是这一动力学问题即可作为静力学问题来处理。这种通过施加惯性力系而将动力学问题转换为静力学问题的处理方法，称为动静法。对于作匀加速直线运动的匀质等直杆来说，在单位长杆上应施加的惯性力，亦即它所受到的动载荷显然为pd?Aag它的方向与a相反，并沿杆件的轴线均匀分布。为了计算此杆的应力，首先来分析它的内力。为此，应用截面法，在距下端为x处将杆假想地切开，并保留下面一段杆，其受力情况如图14-1(b)所示。此段杆受到沿其长度均匀分布的轴向载荷的作用，其集度即单位长杆所受到的载荷为p?pst?pd?A?Aaa?A(1?)gg式中，pst?A?是单位长杆所受到的重力，即a=0时单位长杆所受到的载荷，亦即静载荷。在上述轴向载荷作用下，直杆横截面上的内力应为一轴力，由平衡条件?Fx?0得此轴力的大小为FNd?px?A(1?a)x(14-1)g轴力在横截面上将引起均匀分布的正应力，于是，该截面上的动应力为d?FNda?x(1?)(14-2)Ag由式(14-2)可知，这一动应力是沿杆长按线性规律变化的，其变
