惯性矩计算例题

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(4-2b)

式中 y、 z 为截面图形形心的坐标值．若把式 (4-2) 改写成

(4-3)

性质：

若截面图形的静矩等于零，则此坐标轴必定通过截面的形心． 若坐标轴通过截面形心，则截面对此轴的静矩必为零．

由于截面图形的对称轴必定通过截面形心，故图形对其对称轴的静矩恒为零。

4 ）工程实际中，有些构件的截面形状比较复杂，将这些复杂的截面形状看成是由若干简单图形 ( 如矩形、圆形等 ) 组合而成的．对于这样的组合截面图形，计算静矩 (S

) 与形心坐标 (y、 z ) 时，可用以下公式

(4-4)

(4-5)

式中 A， y ， z 分别表示第个简单图形的面积及其形心坐标值， n 为组成组合图形的简单图形个数．

即：组合图形对某一轴的静矩等于组成它的简单图形对同一轴的静矩的代数和．组合图形的形心坐标值等于组合图形对相应坐标轴的静矩除以组合图形的面积．组合截面图形有时还可以认为是由一种简单图形减去另一种简单图形所组成的． 例 4-1 已知 T 形截面尺寸如图 4-2 所示，试确定此截面的形心坐标值．

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设任一截面图形 ( 图 4 — 3) ，其面积为 A ．选取直角坐标系 yoz ，在坐标为 (

用AutoCAD计算截面面积,质心,惯性矩

AUTOCAD计算功能简介及应用

用AUTOCAD求面积、几何质（形）心、质心惯性矩等部分计算功能，并举例说明这些计算功能与EXCEL等软件相结合，能够快速而精确地完成水工建筑物稳定性等的计算。

1前言

在水利水电工程设计中，时常要对水电站厂房、大坝的结构稳定性及其地基面垂直应力等进行计算，然而计算时必须要知道结构自身的重心、重量，以及外力的作用点、基础接触面惯性矩等。如果截面为规则的几何图形，这些量的计算就比较容易；若为不规则，则计算比较烦琐，以前常用的方法是分块求和或积分，既不方便，又耗时。上述这些量值若在Auto cad中，用Auto cad的面积、几何质（形）心、质心惯性矩等计算功能计算是非常容易的。

2 Auto cad计算功能和操作技巧

2．1 计算功能介绍

对于规则的几何多边形，如图1（a）所示一个4m×2m的长方形，其面积A、形心O（X，Y）、形心轴惯性矩I，很容易算出，有的甚至口算也可算出，即面积A＝8m2，形心O（1，2），形心惯性矩Ix1＝10．67m4，Iy1＝2．67m4，但对如图

1（b）所示的不规则多边形，就不可能套用现成的计算公式来计算。过去通常的方法是，面积可分块求和，形

用AutoCAD计算截面面积,质心,惯性矩

AUTOCAD计算功能简介及应用

用AUTOCAD求面积、几何质（形）心、质心惯性矩等部分计算功能，并举例说明这些计算功能与EXCEL等软件相结合，能够快速而精确地完成水工建筑物稳定性等的计算。

1前言

在水利水电工程设计中，时常要对水电站厂房、大坝的结构稳定性及其地基面垂直应力等进行计算，然而计算时必须要知道结构自身的重心、重量，以及外力的作用点、基础接触面惯性矩等。如果截面为规则的几何图形，这些量的计算就比较容易；若为不规则，则计算比较烦琐，以前常用的方法是分块求和或积分，既不方便，又耗时。上述这些量值若在Auto cad中，用Auto cad的面积、几何质（形）心、质心惯性矩等计算功能计算是非常容易的。

2 Auto cad计算功能和操作技巧

2．1 计算功能介绍

对于规则的几何多边形，如图1（a）所示一个4m×2m的长方形，其面积A、形心O（X，Y）、形心轴惯性矩I，很容易算出，有的甚至口算也可算出，即面积A＝8m2，形心O（1，2），形心惯性矩Ix1＝10．67m4，Iy1＝2．67m4，但对如图

1（b）所示的不规则多边形，就不可能套用现成的计算公式来计算。过去通常的方法是，面积可分块求和，形

§I?1 截面的静矩和形心位置

y dA C 如图I?1所示平面图形代表一任意截面，以下两积分

y yC Zz O Zc Z Sz??ydA??A?Sy??zdA?A?（I?1）

分别定义为该截面对于z轴和y

轴的静矩。

静矩可用来确定截面的形心位置。由静力学中确定物体重心的公式可得

图I?1

ydA?A?yCA??zdA??AzC??A?

??利用公式（I?1），上式可写成

?S?yC?A?z?AA??zdASy??AzC???AA?（I?2）

ydA或

Sz?AyC??Sy?AzC?yC?zCSzASy（I?3）

??????A??（I?4）

如果一个平面图形是由若干个简单图形组成的组合图形，则由静

矩的定义可知，整个图形对某一坐标轴的静矩应该等于各简单图形对

同一坐标轴的静矩的代数和。即：

?Sz??Aiyci??i?1?nSy??Aizci??i?1?（I?5）

式中Ai、yci和zci分别表示某一组成部分的面积和其形心坐标，n为简

单图形的个数。

将式（I?5）代入式（I?4），得到组合图形形心坐标的计算公式为

?Ay?ici??yc?i?1nAi????i?1?nAizci???i?1zc??nAi???i?1?（I?

抗弯截面系数和空心、实心惯性矩

梁的强度条件

1. 纯弯曲梁的最大弯曲正应力：

(1) 等截面直梁，中性轴为横截面对称轴

Wz —— 抗弯截面系数

(2) 中性轴不是横截面对称轴，且材料拉压强度不相等

(3) 利用正应力的强度条件可以对梁进行三种不同形式的强度计算：

(a) 校核强度

(b) 选择截面尺寸或型钢号

(c) 确定许可荷载

2. 横力弯曲的梁

注意：

抗弯截面系数和空心、实心惯性矩

(1) 一般的梁，其强度主要受到按正应力的强度条件控制，所以在选择梁的截面尺寸或确定许可荷载时，都先按正应力强度条件进行计算，然后按切应力强度条件校核。

(2) 在弯矩为最大的横截面上距中性轴最远点处有最大正应力；在剪力为最大的横截面的中性轴上各点处有最大切应力。

轴惯性矩及抗弯截面系数

(1) 实心矩形的惯性矩及抗弯截面系数

(2) 空心矩形的惯性矩及抗弯截面系数

(3) 实心圆截面的惯性矩及抗弯截面系数

抗弯截面系数和空心、实心惯性矩

(4) 空心圆截面的惯性矩

断桥铝合金门窗型材计算惯性矩技巧克莱斯科北京门窗

计算门窗型材惯性矩小技巧-克莱斯科北京门窗

门窗设计师们在进行门窗抗风压性能较核时，经常碰到计算型材截面惯性矩的事，这对于学过材料力学的人来说并不是一件难事，但是对于一般技术人员来说可就不那么容易了。即使你熟练掌握计算方法，繁琐的微积分计算过程也让你劳心费时。我们知道， AutoCAD有一个常用功能：可以计算线性材料截面物理参数，包括截面面积、周长、质心、

惯性矩等。

对于由一个封闭轮廓构成的截面，很多同事用此功能比较熟练，但是对于由一个以上的封闭轮廓构成的复杂界面，就不知所措了，实际上操作

很简单，只是个小技巧。

目前，大多数门窗型材是包含有多个空腔、由一个以上封闭轮廓集合的

复杂截面，利用 AutoCAD求物理参数的具体办法是：

1、 首先将画好的型材截面的每个封闭轮廓取面域：点击工具栏“面域”：再点击型材截面中的一个轮廓线，若这个轮廓线变为连续的虚线，说明取面域成功，否则，须检查修改你的轮廓线，必定有接头相交或没

有对接的不连续现象。反复操作，取得所有面域。

断桥铝合金门窗型材计算惯性矩技巧克莱斯科北京门窗

2、

面域之意为面积的区域，每个封闭轮廓都 代表其

一个面域，不难看出，对于一个由多个封闭轮廓集合的

地基沉降量计算

地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。

在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。

一、分层总和法计算地基最终沉降量

计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。

（一）基本原理

该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（ei、Es、a）进行计算，有：

变换后得：

或

式中：S--地基最终沉降量（mm）；

e1--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；

e2--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比； H--土层的厚度。 计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量Si。最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：

（二）计算步骤

1）划分土层

如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足Hi≤0.4B（B为基底宽度）。 2）计算基底附加压力p0 3）计算各分层界面的自重应力σ4）确定压缩层厚度 满足σz=0.2σ

szsz

作业相关图法范例4-4:一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成 个部门 个部门， 范例 ：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成6个部门， 计划布置在一个2× 的区域内 已知这6个部门间的作业关系密切程度 的区域内。 个部门间的作业关系密切程度， 计划布置在一个 ×3的区域内。已知这 个部门间的作业关系密切程度， 如下图所示。请根据下图作出合理布置。 如下图所示。请根据下图作出合理布置。

解：1、列出关系密切程度(只考虑A和X): A:1-2,1-3,2-6 3-5,4-6,5-6 X:1-4,3-6,3-4 2 6 5图b 联系簇

4 1

2 6 3图c 联系簇

4

5

2、根据列表编制主联系簇，如图b所示。 3、考虑其它“A”关系部门，如图c所示。 4、画出“X”关系联系图，如图d所示。 5、根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门。如图e所示。

1 4 3 6 图d 1 3 2 5 图e 6 4 2 1 6 3 4 5

图f (图f不符合“X”关系图)

装配线平衡

装配线平衡步骤如下： 装配线平衡步骤如下： (1)确定装配流水线节拍。 确定装配流水线节拍。

计划期有效工作时间 节拍 (r ) = = Fe 计

单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础

的沉降计算例题（JGJ94-2007 5.5.14条和附录F）

刘兴录 钱力航

某高层为框架－核心筒结构，基础埋深26m（7层地下室），核心筒采用桩筏基础。外围框架采用复合桩基，基桩直径1.0 m，桩长15 m，混凝土强度等级C25，桩端持力层为卵石层，单桩承载力特征值为Ra = 5200 kN ,其中端承力特征值为2080kN,梁板式筏形承台，筏板厚度hb=1.2 m，梁宽bl=2.0 m,梁高 hl= 2.2 m(包括筏板厚度),承台地基土承载力特征值

fak=360kPa,土层分布：0~26 m土层平均重度?=18

kN/m3;26m~27.93 m为中沙⑦1，?=16.9kN/m3; 27.93m~32.33 m

3

?为卵石⑦层， =19.8kN/m，ES=150MPa; 32.33m~38.73m为粘

土⑧层， ?=18.5kN/m，ES=18Mpa; 38.73m~40.53 m为细砂⑨

3

3

?层， =16.5kN/m，ES=75MPa; 40.53m~45.43 m为卵石⑨层， 1

?=20kN/m3，ES=150MPa; 45.43m~48.03 m为粉质粘土⑩层， ?=18kN/m3，

第二章气相色谱分析

例1：在一根90米长的毛细管色谱柱上测得各组分保留时间：正十四烷15.6min；正十五烷21.95min；正十六烷31.9min。计算色谱柱的死时间及载气平均速度。 解：方法一：同系物保留值之间存在以下关系：

r?rn,n?1n?1,n''''t/t?t/t R(n)R(n?1)R(n?1)R(n)

以

'可推导出: (tR?tM)代替tRtM?2tR(n?1)tR(n?1)?tR(n)(tR(n?1)?tR(n))?(tR(n)?tR(n?1))将正十四烷、正十五烷、正十六烷的

31.9?15.6?21.952保留时间代入公式：tM?min 得

(31.9?21.95)?(21.95?15.6)tM?4.40min? 载气的平均流速

u?L/tM?, 即

u?90?100/(4.40?60)cm/s?34.09cm/s

方法二：直接用甲烷测定死时间。即以甲烷的保留时间作为死时间。

例2：在一根2m长的色谱柱上，A、B、C、三组分的保留时间分别为2.42min、3.21min、5.54min；峰宽分别为0.12min、0.21min、0.48min。另测得甲烷的保留时间为1.02min。求：

（1）