Структурная поддержка
Структурная опора — это часть здания или сооружения , которая обеспечивает необходимую жесткость и прочность, чтобы противостоять внутренним силам (вертикальным силам тяжести и боковым силам, вызванным ветром и землетрясениями) и безопасно направлять их на землю. Внешние нагрузки (действия других тел), действующие на здания, вызывают внутренние силы (силы и силы со стороны остальной части конструкции) в опорных конструкциях здания. Опоры могут находиться либо в конце, либо в любой промежуточной точке конструктивного элемента или составной части здания, и их называют соединениями, соединениями или ограничениями. [1]
Несущие конструкции здания, независимо от того, какие материалы используются, должны давать точные и безопасные результаты. Устойчивость конструкции зависит не столько от веса и жесткости материала, сколько от ее геометрии. [2] Какими бы ни были условия, для конструкций соединений необходима определенная жесткость. Тип соединения опор влияет на несущую способность каждого элемента, составляющего конструктивную систему. Каждое условие поддержки влияет на поведение элементов и, следовательно, системы. Конструкции могут представлять собой либо горизонтальные пролетные опорные системы (конструкции перекрытий и крыш), либо вертикальные системы строительных конструкций (стены, рамы, ядра и т. д.). [3]
Структура
[ редактировать ]Структура необходима для зданий, но архитектура как идея не требует структуры. Каждое здание имеет как несущие конструкции, так и ненесущие части. Элементы конструкции образуют системы и передают нагрузки, действующие на системы конструкций, через ряд элементов на землю. Элементы конструкции здания включают линии ( балки , колонны , тросы , рамы или арки , пространственные рамы , элементы поверхности (стены, плиты или оболочки ) и произвольную форму. [3]
Функциональные требования к структуре сузят возможные формы, которые можно рассмотреть. Другие факторы, такие как доступность материалов, состояние фундамента, эстетические требования и экономические ограничения, также играют важную роль в установлении структурной формы. [4] Структурные системы или все их члены и части считаются находящихся в равновесии, если системы первоначально находятся в покое и остаются в покое при действии на них системы сил и пар. [5] Это не аспекты модели, о которых следует догадываться. Чтобы иметь возможность анализировать структуру, необходимо иметь четкое представление о силах, которые могут быть весьма сложными.
Существует два типа сил: внешние силы, которые представляют собой действия других тел на рассматриваемую конструкцию, и внутренние силы, которые остальная часть конструкции воздействует на элемент или часть конструкции в виде сил и пар. [6] небольшое отклонение Чтобы конструкция защитила другие окружающие материалы от этих сил, требуется или люфт.
Структура поддержки
[ редактировать ] | Этот раздел может потребовать очистки Википедии , чтобы он соответствовал стандартам качества . Конкретная проблема заключается в противоречивых и неполных определениях видов поддержки. ( Июль 2019 г. ) |
Существует пять основных типов идеализированных опорных конструкций, классифицированных по типам ограничиваемых ими отклонений: роликовая , штифтовая , фиксированная , подвесная и простая опора . [1]
Роликовые опоры
[ редактировать ]Роликовая опора допускает тепловое расширение и сжатие пролета и предотвращает повреждение других элементов конструкции, таких как шарнирная опора. Типичное применение роликовых опор – большие мосты. В гражданском строительстве на одном конце моста можно увидеть роликовые опоры.
Роликовая опора не может предотвратить поступательные движения в горизонтальном или боковом направлениях, а также любое вращательное движение, но предотвращает вертикальные перемещения. [1] [5] Его сила реакции представляет собой единую линейную силу, перпендикулярную поверхности и от нее (вверх или вниз). Предполагается, что этот тип опоры способен противостоять нормальному смещению.
Это могут быть резиновые подшипники , коромысла или набор шестерен, допускающих ограниченное боковое перемещение. Например, конструкция на роликовых коньках остается на месте до тех пор, пока ей приходится поддерживать только себя. Как только на конструкцию действует боковая нагрузка, конструкция на роликовых коньках откатывается в ответ на эту силу.
Закрепленная поддержка
[ редактировать ]Штифтовая опора прикрепляет единственную стенку балки к балке, называемую сдвиговым соединением. Опора может оказывать на элемент силу, действующую в любом направлении, и предотвращать поступательные движения или относительное смещение концов элемента во всех направлениях, но не может предотвращать любые вращательные движения . [1] Его силы реакции представляют собой отдельные линейные силы неизвестного направления или горизонтальные и вертикальные силы, которые являются компонентами единой силы неизвестного направления. [5]
Закрепленная опора похожа на человеческий локоть. Его можно разгибать и сгибать (вращение), но нельзя двигать предплечьем слева направо (трансляция). Одним из преимуществ штифтовых опор является отсутствие внутренних моментных сил, и только их осевая сила играет большую роль при их проектировании. Однако одна штифтовая опора не может полностью удержать конструкцию. Чтобы противостоять моменту, нужны как минимум две опоры. [7] Применение в фермах — один из частых способов использования этой поддержки.
Фиксированная поддержка
[ редактировать ]Жесткие или фиксированные опоры поддерживают угловое соотношение между соединяемыми элементами и обеспечивают сопротивление как силе, так и моменту. Он оказывает силы, действующие в любом направлении, и предотвращает все поступательные движения (горизонтальные и вертикальные), а также все вращательные движения элемента. Силы реакции этих опор представляют собой горизонтальную и вертикальную составляющие линейной равнодействующей ; момент. [5] Это жесткий тип опоры или соединения. Применение фиксированной опоры выгодно, когда мы можем использовать только одну опору, и люди наиболее широко использовали этот тип как единственную опору для консоли . [7] Они распространены в соединениях балок с колоннами в стальных каркасах, сопротивляющихся моменту, а также в соединениях балок, колонн и плит в бетонных каркасах.
Поддержка вешалки
[ редактировать ]Опора подвески лишь оказывает усилие и не позволяет элементу действовать или перемещаться в направлении подвески. Однако эта поддержка не может предотвратить поступательное движение во всех направлениях и любое вращательное движение. [1] [5] Это одна из простейших структурных форм, в которой элементы находятся в чистом растяжении. Конструкции этого типа варьируются от простых конструкций с растяжками или опорами до больших мостов и кровельных систем, опирающихся на тросы. [4]
Простая поддержка
[ редактировать ]Простая опора - это, по сути, то, где элемент конструкции опирается на внешнюю конструкцию, как в двух бетонных блоках, удерживающих на своих вершинах деревянную доску. Эта опора аналогична роликовой опоре в том смысле, что она сдерживает вертикальные, но не горизонтальные силы. Поэтому он не широко используется в реальных структурах, если инженер не может быть уверен, что элемент не будет транслироваться. [7]
Разновидности поддержки
[ редактировать ]| Имя | Принципиальная схема | Простая фигура | Разрешенное движение | Реакция | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вертикальный | Горизонтальный | Вращение (Момент) | Направление | Число | |||
| Роликовая или простая (подвижная) опора |  |  | Нет | Да | Да |  | 1 |
 | |||||||
| Штифтовая или шарнирная опора |  |  | Нет | Нет | Да |  | 2 |
| Средний шарнир (для осевого элемента) |  |  | Нет | Нет | Да | 2 | |
| Фиксированная поддержка |  |  | Нет | Нет | Нет |  | 3 |
| Средний шарнир (для балки) |  | Нет | Да | Нет | 2 | ||
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Ашвани Беди и Рэмси Дабби (2012). Структура для архитекторов: учебник для начинающих . Канада: Джон Уайлис и сыновья.
- ^ Чинг, Фрэнсис Д.К.; Онойе, Барри; Зубербюлер, Дуглас (2009). Иллюстрированные строительные конструкции: модели, системы и дизайн . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons.
- ^ Jump up to: а б Шуллер, Вольфганг (25 августа 2015 г.). «Строительные конструкции как архитектура» . СлайдПоделиться . Корпорация LinkedIn . Проверено 18 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Уэст, Гарри Х. (1993). Основы структурного анализа . Джон Уилси и сыновья, Inc.
- ^ Jump up to: а б с д и «Статика структурных опор» (PDF) . Инженерный колледж Университета Кентукки . Проверено 16 октября 2018 г.
- ^ Крис Х. Любкеман и Дональд Петинг (1998). «Типы поддержки и подключения» . MIT (Массачусетский технологический институт) . Пользовательский поиск Google . Проверено 18 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с «Опорные типы-примечания элемента (гражданское, архитектурное сооружение)» . СлайдПоделиться . Корпорация LinkedIn. 2 февраля 2017 года . Проверено 22 октября 2018 г.
- ^ Тацуро Сакимото (1991) Кодзо рикигаку 001 [ Структурная динамика 001 . ] 4-627-42510-4 .