結(jié)構(gòu)力學――靜定受力分析總論課件.ppt

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1、結(jié)構(gòu)力學傅向榮第三章靜定結(jié)構(gòu)的受力分析結(jié)構(gòu)受力特點靜定結(jié)構(gòu)總論(Staticallydeterminatestructuresgeneralintroduction)基本性質(zhì)派生性質(zhì)零載法靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)滿足全部平衡條件的解答是靜定結(jié)構(gòu)的唯一解答證明的思路：靜定結(jié)構(gòu)是無多余聯(lián)系的幾何不變體系，用剛體虛位移原理求反力或內(nèi)力解除約束以“力”代替后，體系成為單自由度系統(tǒng)，一定能發(fā)生與需求“力”對應的虛位移，因此體系平衡時由主動力的總虛功等于零一定可以求得“力”的唯一解答。FP靜定結(jié)構(gòu)FPMΔα體系發(fā)生虛位移剛體虛位移原理的虛功方程FPΔ-Mα=0可唯一地求得M=FPΔ/α=FPxFPM

2、解除約束,單自由度體系x靜定結(jié)構(gòu)派生性質(zhì)支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內(nèi)力若取出的結(jié)構(gòu)部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力在結(jié)構(gòu)某幾何不變部分上荷載做等效變換時，荷載變化部分之外的反力、內(nèi)力不變結(jié)構(gòu)某幾何不變部分，在保持與結(jié)構(gòu)其他部分連接方式不變的前提下，用另一方式組成的不變體代替，其他部分的受力情況不變僅基本部分受荷時，只此受荷部分有反力和內(nèi)力注意：上述性質(zhì)均根源于基本性質(zhì)，各自結(jié)論都有一定前提，必須注意！零載法分析體系可變性依據(jù)：由解答的唯一性，無荷載作用的靜定結(jié)構(gòu)反力和內(nèi)力應等于零。前提：體系的計算自由度等于零結(jié)論：無荷載作用不可能有非零反力和內(nèi)力體系靜

3、定，否則體系可變（一般為瞬變）。分析步驟：求體系的計算自由度W，應等于零去掉不可能非零的桿簡化體系設(shè)某內(nèi)力為非零值x，分析是否可能在滿足全部平衡條件時存在非零值x，以便確定體系可變性。零載法舉例無多余聯(lián)系幾何不變體系討論題找零桿取結(jié)點截面投影習題討論一、對圖示體系進行幾何組成分析。無多余約束的幾何不變體系幾何可變體系二、圖示結(jié)構(gòu)跨中截面的彎矩（下側(cè)受拉為正）是：AqBCl/2(C)l/2F三、圖示結(jié)構(gòu)MA、MC（以下邊受拉為正）為：A:MA=0,MC=Fa/2;B:MA=2Fa,MC=2Fa;C:MA=Fa,MC=Fa;D:MA=-Fa,MC=Fa.Aaa(C)aaBC四、圖示結(jié)構(gòu)

4、在所示荷載作用下正確的彎矩圖形狀是（）。mm(A)(D)(B)(C)D五、圖示結(jié)構(gòu)AB桿A端的剪力FQAB為。ABFF/2F/2Maa/4a/4a/4a/4-M/a六、改正圖示結(jié)構(gòu)的M圖。2aaam/4m/2m/2mF2F1.5a2.5a1.5a1a1a1.5Pa0.5Pa1.5Fa1.5FaFa七、圖示桁架C桿的內(nèi)力是。aaaFcaaaFFFlFlAll(D)A:-FlB:FlC:-2FlD:2Fl八、圖示結(jié)構(gòu)A端的彎矩（以下邊受拉為正）MAC為：C九、圖示結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)aACEGBDFaaaa4F0十、試作圖示結(jié)構(gòu)M圖，并求二力桿的軸力。qaaaqa/2qa2/8qa2/2qa2

5、/23qa2/2-qa/2-qa/22十一、試作圖示結(jié)構(gòu)的M圖。1m1m2m2m10kN/m2.52.51.25(M圖kN.m)十二、求圖示桁架a,b桿的軸力。4F2Fab41.5d2d4.8F10.5F十三、圖示結(jié)構(gòu)K截面剪力為。1kN.mK2m2m1m1m0.5kN十四、圖示結(jié)構(gòu)中AC桿的軸力NAC。A3m3m3mC2kN/m2-3/2kN十五、試繪出圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖的形狀。MMMqF靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析問題可以僅利用平衡條件解決，但各種不同結(jié)構(gòu)受力性能不同，因此分析的具體內(nèi)容也有所不同。但以下三個方面卻是共同的。基本原則：循著結(jié)構(gòu)組成的相反順序，逐步應用平衡方程

6、。基本思路：首先定性分析是否可能使問題簡化，然后確定反力,并根據(jù)所要解決的問題,選取合適的結(jié)點或結(jié)構(gòu)部分作為平衡對象──隔離體（insulator），最后由平衡條件求得問題的解答。基本方法：應用截面法（包括截取結(jié)點），也即切取隔離體，列平衡方程求未知力。計算簡圖取結(jié)點截取隔離體受彎結(jié)構(gòu)作內(nèi)力圖的順序材料力學中，一般是先作剪力圖，再作彎矩圖。而在結(jié)構(gòu)力學中，對梁和剛架等受彎結(jié)構(gòu)作內(nèi)力圖的順序為：一般先求反力（不一定是全部反力）。利用截面法求控制截面彎矩。以便將結(jié)構(gòu)用控制截面拆成為桿段（單元）。在結(jié)構(gòu)圖上利用區(qū)段疊加法作每一單元的彎矩圖，從而得到結(jié)構(gòu)的彎矩圖。4.以單元為對象，對桿端取

7、矩可以求得桿端剪力，在結(jié)構(gòu)圖上利用微分關(guān)系作每單元的剪力圖，從而得到結(jié)構(gòu)剪力圖。需要指出的是，剪力圖可畫在桿軸的任意一側(cè)，但必須標注正負號。以未知數(shù)個數(shù)不超過兩個為原則，取結(jié)點由平衡求單元桿端軸力，在結(jié)構(gòu)圖上利用微分關(guān)系作每單元的軸力圖，作法和剪力圖一樣，從而得到結(jié)構(gòu)軸力圖。5.綜上所述，結(jié)構(gòu)力學作內(nèi)力圖順序為“先區(qū)段疊加作M圖，再由M圖作FQ圖，最后FQ作FN圖”。需要指出的是，這種作內(nèi)力圖的順序?qū)τ诔o定結(jié)構(gòu)也是適用的。計算簡圖求反力求控制彎矩作彎矩圖求控制剪力求