結構反力

結構反力

結構反力(Structural Reaction),或稱反力,廣義上的反力,即力學上的反作用力,在建築結構系統上,專指當外在因素作用在結構上時,為達到結構系統的力平衡,結構支承所提供的力量。

基本信息

反力分類

結構反力大致有兩種型式:

1.集中力的形式。

集中力是作用在構件上的外力如果作用面面積遠遠小於構件尺寸。

2.彎矩,或稱力偶的形式。

彎矩是受力構件截面上的內力矩的一種。通俗的說法:彎矩是一種力矩。另一種解釋說法,就是彎曲所需要的力矩,下部受拉為正(上部受壓),上部受拉為負(下部受壓)。它的標準定義為:與橫截面垂直的分布內力系的合力偶矩。

計算公式M=θ·EI/L,θ轉角,EI轉動剛度,L桿件的有效計算長度。

反力的運用

反力在結構計算上,可提供平衡條件,用以推算結構內力,並進一步分析結構變形量。 某些結構分析方法,會以假設反力的方式,減少靜不定的支承形式,此種假設反力,稱作靜不定餘力或贅力(Redundant)。

分類:柔體約束,光滑接觸面約束,可動鉸支座,固定鉸支座,固定端支座。

可以根據該反力牆試驗系統的設計指標和受力特點,提出了合理的結構布置方案 。通過有限元分析軟體ABAQUS和MIDAS Gen建立了反力牆試驗系統的整體模型,進行了最不利試驗工況下的承載力分析、變形分析和應力分析。

還可以利用FLAC3D建立鋼管頂進過程的數值模型 ,對鋼管頂進過程中提供反力的結構進行分析。

反作用力

反作用力是與與“作用力”相對,在力學中,力總是成對出現的,其中一個力(叫做作用力)對應的大小相等、方向相反的力叫做反作用力(reaction)。

牛頓第三定律

兩個物體之間的作用力和反作用力,總是大小相等,方向相反。力不能離開物體單獨存在。這便是著名的牛頓第三定律。

注意

(1)作用力和反作用力沒有主次、先後之分。同時產生、同時消失。

(2)這一對力是作用在不同物體上,不可能抵消。

(3)作用力和反作用力必須是同一性質的力。

(4)牛頓第三定律的成立與參照系無關,在非慣性系中牛頓第三定律依然成立。

(5)注意區別作用力與反作用力、平衡力。

實例

為什麼向後噴氣能將火箭推向前去? 為什麼炮彈向前運動時,炮身會向後運動?這都是作用力與反作用力原理。當物體甲給物體乙一個作用力的時候,物體乙必然同時回敬給物體甲一個反作用力;作用力與反作用力大小相等,方向相反,而且作用在同一直線上。這是自然界萬物都有的通性。我們走路的時候,腳將地往後蹬(作用力),地就把腳往前推(反作用力),使我們的身體前進。划船的時候,槳將水往後推(作用力),水將槳往前反推(反作用力),從而使船能前進。同樣,往後噴射出去的燃氣反推著火箭前進。炮在發射時對炮彈施加作用力,炮彈向前運動的同時,反作用力將使炮身向後運動……

人類很早就發現了作用力與反作用力的關係。比如,我國先秦時代的墨子學派就說過“船夫用竹篙鉤岸上的木樁,木樁能反過來拽著船靠岸”後來,偉大的科學家牛頓把作用力與反作用力的原理概括成為牛頓第三運動定律。

相關領域

建築結構系統

材料力學

結構力學

力學

物理學

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們