结构反力

科技工作者之家 2020-11-17

结构反力(Structural Reaction),或称反力,广义上的反力,即力学上的反作用力,在建筑结构系统上,专指当外在因素作用在结构上时,为达到结构系统的力平衡,结构支承所提供的力量。

反力分类结构反力大致有两种型式:

1.集中力的形式。

集中力是作用在构件上的外力如果作用面面积远远小于构件尺寸。

2.弯矩,或称力偶的形式。

弯矩是受力构件截面上的内力矩的一种。通俗的说法:弯矩是一种力矩。另一种解释说法,就是弯曲所需要的力矩,下部受拉为正(上部受压),上部受拉为负(下部受压)。它的标准定义为:与横截面垂直的分布内力系的合力偶矩。

计算公式M=θ·EI/L,θ转角,EI转动刚度,L杆件的有效计算长度。

反力的运用反力在结构计算上,可提供平衡条件,用以推算结构内力,并进一步分析结构变形量。 某些结构分析方法,会以假设反力的方式,减少静不定的支承形式,此种假设反力,称作静不定余力或赘力(Redundant)。

分类:柔体约束,光滑接触面约束,可动铰支座,固定铰支座,固定端支座。

可以根据该反力墙试验系统的设计指标和受力特点,提出了合理的结构布置方案1。通过有限元分析软件ABAQUS和MIDAS Gen建立了反力墙试验系统的整体模型,进行了最不利试验工况下的承载力分析、变形分析和应力分析。

还可以利用FLAC3D建立钢管顶进过程的数值模型2,对钢管顶进过程中提供反力的结构进行分析。

反作用力反作用力是与与“作用力”相对,在力学中,力总是成对出现的,其中一个力(叫做作用力)对应的大小相等、方向相反的力叫做反作用力(reaction)。

牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反。力不能离开物体单独存在。这便是著名的牛顿第三定律。

注意(1)作用力和反作用力没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

(2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。

(3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。

(4)牛顿第三定律的成立与参照系无关,在非惯性系中牛顿第三定律依然成立。

(5)注意区别作用力与反作用力、平衡力。

实例为什么向后喷气能将火箭推向前去? 为什么炮弹向前运动时,炮身会向后运动?这都是作用力与反作用力原理。当物体甲给物体乙一个作用力的时候,物体乙必然同时回敬给物体甲一个反作用力;作用力与反作用力大小相等,方向相反,而且作用在同一直线上。这是自然界万物都有的通性。我们走路的时候,脚将地往后蹬(作用力),地就把脚往前推(反作用力),使我们的身体前进。划船的时候,桨将水往后推(作用力),水将桨往前反推(反作用力),从而使船能前进。同样,往后喷射出去的燃气反推着火箭前进。炮在发射时对炮弹施加作用力,炮弹向前运动的同时,反作用力将使炮身向后运动……

人类很早就发现了作用力与反作用力的关系。比如,我国先秦时代的墨子学派就说过“船夫用竹篙钩岸上的木桩,木桩能反过来拽着船靠岸”后来,伟大的科学家牛顿把作用力与反作用力的原理概括成为牛顿第三运动定律。

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本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学

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