結(jié)構(gòu)力學(xué) 靜定結(jié)構(gòu)的受力分析.ppt

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1、靜定結(jié)構(gòu)的受力分析第三章§3-3靜定平面剛架受力分析§3-4靜定平面桁架受力分析§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算§3-2靜定多跨梁受力分析§3-5組合結(jié)構(gòu)受力分析§3-6三鉸拱受力分析§3-7靜定結(jié)構(gòu)總論1⑴本章結(jié)合幾種典型的靜定結(jié)構(gòu)，討論靜定結(jié)構(gòu)的受力分析問(wèn)題。其中包括：約束反力和內(nèi)力的計(jì)算，內(nèi)力圖的繪制，受力性能的分析等?！?-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算⑵由于本章研究的結(jié)構(gòu)均屬靜定結(jié)構(gòu)，故受力分析時(shí)只考慮靜力平衡條件即可。⑶靜定結(jié)構(gòu)不僅在建筑結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用，而且為超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。⑷結(jié)構(gòu)的受力性能的分析與結(jié)構(gòu)的幾何組成分析是

2、相反相成的即“拆”與“搭”的過(guò)程。說(shuō)明：2§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算一、單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算⑴單跨靜定梁的分類(lèi)⑵截面法∑X=0xA=F2cosα∑MB=0yA=[F1(L-a)+F2bsinα]/LABF1F2LxxAyAyBab∑MA=0yB=[F1a+F2(L-b)sinα]/L(b)截面法求x截面內(nèi)力軸力：數(shù)值上等于截面任意一側(cè)分離體上所有外力在桿件軸線方向投影代數(shù)和。剪力：數(shù)值上等于截面任意一側(cè)分離體上所有外力在垂直桿件軸線方向投影代數(shù)和。彎矩：數(shù)值上等于截面任意一側(cè)分離體上所有外力對(duì)截面形心力矩的代數(shù)和。(a)求支座

3、反力懸臂梁(cantileverbeam)簡(jiǎn)支梁(simplysupportedbeam)外伸梁(overhangingbeam)3在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，要求彎矩圖畫(huà)在桿件受拉邊，不注正負(fù)號(hào),剪力圖和軸力圖要注明正負(fù)號(hào)。上圖中彎矩正負(fù)號(hào)的規(guī)定通常用于梁。橫梁：正的N、Q圖畫(huà)上標(biāo)正號(hào)，反之畫(huà)下標(biāo)負(fù)號(hào)。豎桿：正的N、Q圖畫(huà)外標(biāo)正號(hào)，反之畫(huà)內(nèi)標(biāo)負(fù)號(hào)。（自行規(guī)定）§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算(c)內(nèi)力符號(hào)的規(guī)定及內(nèi)力圖的繪制規(guī)定4⑶荷載與內(nèi)力之間的微分關(guān)系（M、Q、N、與qx、qy的關(guān)系）yMM＋dMxqyqxFNFN+dFNdxo§3-1單跨

4、靜定梁的內(nèi)力計(jì)算51）剪力圖上任意一點(diǎn)切線的斜率數(shù)值上等于該點(diǎn)橫向分布荷載集度的負(fù)值。2）彎距圖上任意一點(diǎn)切線的斜率數(shù)值上等于該點(diǎn)處剪力的大小。3）彎距圖上任意一點(diǎn)處的曲率數(shù)值上等于該點(diǎn)的橫向分布荷載的集度，但正負(fù)號(hào)相反。4）軸力圖上任意一點(diǎn)切線的斜率數(shù)值上等于該點(diǎn)軸向分布荷載集度的負(fù)值。結(jié)論：§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算6進(jìn)一步討論：（a）qx=0的區(qū)段：軸力圖為一水平直線。qy=0的區(qū)段：剪力圖為一水平直線，彎矩圖為一斜直線。（b）qx=c的區(qū)段：（均布荷載區(qū)段）軸力圖為一斜直線。qy=c的區(qū)段：（均布荷載區(qū)段）剪力圖為一斜

5、平直線，彎矩圖為一二次拋物線?！?-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算7⑷荷載與內(nèi)力之間的增量關(guān)系xyMM+ΔMFQ+ΔFQdxFQFyoFNFN+ΔFNFxM0§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算故：集中力或集中力偶作用點(diǎn)處內(nèi)力發(fā)生突變。8⑸荷載與內(nèi)力之間的積分關(guān)系（M、Q、N、與qx、qy的關(guān)系）§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算FQAFNAMAFQBFNBMBqyqxAB⑴B端軸力等于A端軸力減去該段荷載圖的面積。⑵B端剪力等于A端剪力減去該段荷載圖的面積。⑶B端彎矩等于A端彎矩加上該段剪力圖的面積。92）集中力偶作用點(diǎn)左右截面的彎矩產(chǎn)生突變，突變

6、梯度等于m，且左右截面剪力不變。1）集中力作用點(diǎn)左右截面的剪力產(chǎn)生突變，突變梯度等于P，且彎矩圖出現(xiàn)尖點(diǎn)，發(fā)生折變?！?-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算⑹區(qū)段疊加法作彎矩圖①區(qū)段法作M、Q圖；直接疊加法作彎矩圖l/2l/2Pl/2l/2qma/Lmb/LmbaL10②區(qū)段疊加法作彎矩圖分段疊加法是依據(jù)疊加原理得到的作M圖的簡(jiǎn)便作圖法。疊加原理：結(jié)構(gòu)中由全部荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力或變形等于每一種荷載單獨(dú)作用所產(chǎn)生的效果的總和。qABBA=AqB+MAMBMAMBMAMB§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算直接疊加法作M圖11現(xiàn)在討論區(qū)段疊加法的做法，見(jiàn)

7、下圖。ABDCFPqmBACFPDCqDmMCMDMCMDBACFPCDqmDMCMCMDMD§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算12在求出各控制截面A、C、D、B在全部荷載作用下的彎矩后，任意直桿段的M圖就轉(zhuǎn)化為作相應(yīng)簡(jiǎn)支梁在桿端力偶及桿間荷載作用下的M圖的問(wèn)題。ABDCFPqmCDABMCMD基線基線基線§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算13步驟：1）以集中力、集中力偶作用點(diǎn)，分布荷載的起點(diǎn)和終點(diǎn)或剛結(jié)點(diǎn)，以及梁的左、右端支座截面作為控制分段點(diǎn)，將梁劃分為若干區(qū)段，分別判斷各段M圖形狀。§3-1單跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算2）求控制分段點(diǎn)彎矩按比

8、例畫(huà)在受拉側(cè)，若區(qū)段上無(wú)外荷載，則分段點(diǎn)彎矩以直線相連，若有橫向荷載，則先連虛線作為基線，再疊加橫向力在相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的彎矩圖。14例3-1-1作圖示單跨梁的M、FQ圖。1）求支座反力AFDC8kN4kN/m16kN.mBEFyA=17kNFyF=7kN1m1m1m