传力路径
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第八节柱头、柱脚
为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠，并且具有足够的刚度而构造又不复杂。
为了达到如上要求，通常存在不可调合的矛盾，这时就必须抓主要矛盾。一．柱头
1．实腹式柱头
有时，当荷载较大时，加劲肋高度h1 将很大，显然构造不合理，这时，可将腹板切开一个缺口，将两边的加劲肋连为一体，这时，四条焊缝就都只承受N/4力并均匀受剪，但要求h1 ≤60hf （侧焊缝最大焊缝长度）
双悬臂加劲肋
2．格构式柱头
传力路线：梁→垫板→柱顶板→加劲肋→缀板→柱肢
缀板与加劲肋受力形式相同。加劲肋的抗弯及抗剪强度应进行计算。
3．简单实腹式柱端构造
这两种构造非常简单——传力简捷，但不明确，只有在荷载不太大的时候采用，无论哪一种都应当考虑其中一边无活荷作用时偏心荷载的作用。
4．侧面和梁连接的柱头
按V =1.25N计算承托焊缝
二．柱脚
通常为铰接。
传力路线：柱肢──靴梁──底板──混凝土基础
通常柱肢制作稍短一些，其与底板用构造焊缝相连，不计受力。计算自下而上，即从底板开始，从柱底板放大的概念上讲，可以将柱脚定义为“柱鞋”，即保证混凝土基础不被压坏。
1．底板
f c——混凝土轴心抗压设计强度
a1——槽钢高度
t——靴梁厚度10～14mm
c——悬臂宽度，c=3～4倍螺栓直径d。
d=20～24mm，则L可求。
底板的厚度确定取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：四边支承、三边支承和一边支承（悬臂板）。
悬臂部分：
三边支承部分：
a1——自由边长度
β──因数，与b1/a1有关。
从表中可以看出，b1越小，约束作用越大，M3小，反之，b1大，则第三约束边作用小，当b1/a1 ≥1.4时，此影响接近于0，板所受弯矩为
，为了减小板厚，b1>a1 时，可加隔板，进一步划分一块四边支承部分。
四边支承部分：
a——四边支承板短边长度
α——因数，与b/a有关。
α代表长边对短边受力的影响，其中最有利情况为正方形，当长边比短边长4倍
以上时，此影响为零或为跨度a的简支板，。
当计算出M1,M3,M4 之后，选用其中较大者,确定底板厚度。
t取20～40mm ，且t ≥14mm
显然，最合理的办法是使M1,M3,M4 接近最经济，这可以通过加横隔的办法来实现。
对于两个垂直的边，也按三边支承的计算，如图选取。
2．靴梁的验算
按双悬臂外伸梁受均布反力作用。其中：
则
如上算法比较保守。但到目前为止，还没有一种更好的办法既精确又实用。3．螺栓
螺栓应放在垂直于主梁轴线的位置，保证柱脚铰接。
对于悬臂肋要按底板受均布荷载验算肋板。
对于荷载较小的柱子，可直接用一块底板与柱相连。
力流---结构学
******<<力流——拉与压的结构学>>******** <->力流的概念，定义与其哲学含义，方向的重要性 自然界的共轭与对偶 人的难题不在于他想采取何种行动，而在于他想成为何种人——威廉．詹姆斯 <二>最小作用原理与结构学 造化钟神秀，原理量极求 <三>常规结构体的力流路径走势分析与基本规律 <四>力流与灾害---常见灾害分析 力的大小和作用点无从得知，万幸的是我们大体了解其方向——以莱昂哈特之意，这就够了。 <五>力流与结构设计 <六>力流之源---高效结构，与一些有意思的力流形态 <七>迹线图---迹线图的疑问与迹线图的变革与否 古典结构时代与计算机结构时代——活在当下 定义：主应力大于零，小于零，两条主应力流，两条主应力路径，有了定义，就有了全部力流。 腹杆力从边到中增大并且向屋脊传递，而屋脊的力向支座逐渐增大并且向支座传递，下弦杆从中到边力逐渐增大并向支座传递，力流并不是均向支座传递，故这种结构绩效不高
力流这个概念就是对物体受力后，各部分力传递过程的一个形象比喻。事实上，物体在受力后，力的传递就象小河流水一样。先涓涓溪流，在支流、主流，一直到大海。作为一个结构也是如此，各部分构件受到荷载以后，在内部传递，由分布的构件向主要构件集中，对后到墙（柱），基础到地基。也就入了“大海”，分散开了。 力流的组织，就是布置构件（杆件），组成力流的河流。力流是沿着杆件（或其他受力实体）传播的，杆件的布置其实就是对力流的导向，就象河流的堤岸对水流的导向一样。如何使力流的导向明确，而且传力途径短而直接，这是我们对于结构选型的任务，实质性的内容就是如何布置杆件（或受力实体）来达到这个目的（目标）。 过定义可以看出：当结构构件本身的主尺度与力向量一致时，结构绩效最高；当结构构件本身的主尺度与力向量垂直时，结构绩效最低，也就是结构通过弯距抵抗外荷载作用。据简单例子：提哑铃比平举哑铃容易的多，原因是：提哑铃，手臂的方向与哑铃重力方向一致，此时的结构绩效最高；而平举哑铃，悬挑手臂与哑铃重力方向垂直，胳膊会感到酸痛，此时结构的绩效几乎为0，因为手臂的截面与哑铃重力之积，远远小于手臂的长度与哑铃重力之积。基本可以得出一些结构概念：拱的效率高于梁，桁架结构绩效高于实体结构，悬索张力结构绩效高于梁柱框架结构，当结构构件与受力方向一致程度越高，结构的绩效就越高。 沿结构的主应力路径方向，具有最高效的结构绩效。有材料力学可得出主应力，主应力成线就是主应力路径了。 例如大家都所熟悉的混凝土简支梁，其主应力路径如下：（
传力路径
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2．格构式柱头 传力路线：梁→垫板→柱顶板→加劲肋→缀板→柱肢 缀板与加劲肋受力形式相同。加劲肋的抗弯及抗剪强度应进行计算。 3．简单实腹式柱端构造 这两种构造非常简单——传力简捷，但不明确，只有在荷载不太大的时候采用，无论哪一种都应当考虑其中一边无活荷作用时偏心荷载的作用。 4．侧面和梁连接的柱头 按V =1.25N计算承托焊缝
二．柱脚 通常为铰接。 传力路线：柱肢──靴梁──底板──混凝土基础 通常柱肢制作稍短一些，其与底板用构造焊缝相连，不计受力。计算自下而上，即从底板开始，从柱底板放大的概念上讲，可以将柱脚定义为“柱鞋”，即保证混凝土基础不被压坏。 1．底板 f c——混凝土轴心抗压设计强度 a1——槽钢高度 t——靴梁厚度10～14mm c——悬臂宽度，c=3～4倍螺栓直径d。 d=20～24mm，则L可求。 底板的厚度确定取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：四边支承、三边支承和一边支承（悬臂板）。 悬臂部分： 三边支承部分： a1——自由边长度 β──因数，与b1/a1有关。
单厂房的结构、荷载传递途径题
单层厂房的结构组成、布置荷载传递途径题 19.单层厂房的结构组成、布置与荷载传递途径自测题来源： 一、单项选择题 1．单层厂房结构是由横向排架和纵向连系构件以及( )等所组成的空间体系。 A．刚架B．支撑 C．弦杆D．腹杆 2．单层工业厂房结构承受的荷载主要有( )。 A．恒载作用B．活荷载作用 C．恒载、活荷载及地震作用D．不能确定 3．由荷载传力路径可知：竖向荷载中屋面板上的雪、屋面荷载通过( )传给柱子。 A．屋架B．屋盖 C．支撑D．吊车梁来源： 4．由荷载传力路径可知：竖向荷载中的吊车竖向荷载通过( )传给柱子。 A．屋架B．屋盖及吊车梁 C．支撑D．吊车梁及柱牛腿 5．由荷载传力路径可知：吊车梁上的竖向荷载作用在( )。 A．屋架B．柱牛腿 C．支撑D．吊车梁 6．由荷载传力路径可知：水平荷载中的吊车横向制动力通过( )
传给柱子。 A．屋架B．柱牛腿 C．支撑D．吊车梁 7．由荷载传力路径可知：水平荷载中的风荷载通过( )传给柱子。 A．墙圈梁B．柱牛腿 C．柱间支撑D．吊车梁 8．由荷载传力路径可知：水平荷载中的吊车纵向制动力通过吊车梁传给( )。 A．墙圈梁B．柱牛腿 C．柱间支撑D．吊车梁来源： 9．屋架下弦纵向水平支撑应设在( )。 A．有横向水平支撑的节间B．屋架下弦中间节间 C．有纵向水平支撑的节间D．屋架下弦端节间 10．屋架跨度小于( )m可不设屋架竖向支撑。 A．19 B．18 C．17 D．16 11．屋架跨度为( )m时，屋架中部设一道竖向支撑。 A．18~30 B．15~40 C．15~30 D．18~40 12．屋架跨度为大于( )m时，屋架跨度1／3处各设—道竖向支撑。 A．25 B．30 C．35 D．40
结构力学在机身结构传力分析中的应用
上海第二工业大学 《飞机原理与构造》小论文 结构力学在机身结构传力分析中的应用 11机自A1 20114810336 潘磊
在分析机身结构中的结构力学时，我们应知道机身的整体重要性。机身的设计时，其外载荷主要为集中力。分别为空气动力载荷，质量力，其他部件传来的载荷，增压载荷。所以机身的整体结构受力分析，我们就是围绕这几个力来展开来分析。 机身结构的组成我们由隔框，长桁与桁梁，蒙皮组成。首先隔框主要是将装载的质量力和其他部件的载荷，经过接头传递到机身结构上的集中力加以扩散，然后以剪流的形式传递给蒙皮。同时长桁对蒙皮有支持作用，提高蒙皮的受压，守剪失稳临界应力。同时蒙皮承受的载荷为局部空气动力。 然后，我们主要研究一下几种常见的典型受力机身结构，他们分别为桁梁式，桁条式和硬壳式。 正如上图所示，桁梁式的这种结构的机身，弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，
蒙皮和长桁只承受很小一部分的轴力，而与此同时剪力全部由蒙皮承受。桁条式的机身结构弯曲产生的轴向力由桁条与较厚的蒙皮组成的壁板来承受，而同时剪力仍然全部由蒙皮承受。所以我们也统称这两种结构形状为半硬壳式。接下来要研究的是硬壳式，我们从图中发现，这种结构的特点是没有纵向构件，蒙皮承受全部全部的弯力，剪力扭载荷形成的全部轴力和剪力。这是这三种飞机结构的主要力学特性的分析。接下来我们重点讨论机身结构的传力分析。 机身的结构的受力分析，主要是分析讨论集中力和力矩的传递。在下图当中我们主要讨论的是一个垂直集中力P Z对不同结构的飞机机身的受力分析。图示是一个机身的加强隔框，该加强隔框受到接头传来的P Z力，有向上移动的趋势，对此桁条起不了直接的作用，而是由蒙皮通过沿着框缘的连接铆钉给隔框支反剪流q。而同时q的分布和该框平面机身壳体上所受的正应力面积的分布有关。对于桁条式机身而言，假设只有桁条承受正应力，而蒙皮只受剪切时，剪流沿着周缘按阶梯分布。如果蒙皮也受正应力，则成曲线分布。又因为蒙皮与桁条连接，蒙皮因剪流q受剪时，将两种支反剪流平衡，也就是蒙皮上的剪流q将在桁条上产生拉，压轴向力。所以最后可得知，P Z在机身结构中传递时，沿某一剖面上各个长桁上的轴力分布如图所示。图中可以明确看到一个空间薄壁在受到一个集中力后，梁内的剪力以及由弯矩引起的轴向力的分布。