《靜定結(jié)構(gòu)受力分析》PPT課件.ppt

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1、2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)第3章靜定結(jié)構(gòu)受力分析AnalysisofStaticallyDeterminateStructures§3-1概述§3-2多跨靜定梁§3-3靜定平面剛架§3-4三鉸拱§3-5靜定平面桁架§3-6組合結(jié)構(gòu)§3-7靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)§3-1概述一、桿件任一截面上的內(nèi)力1、內(nèi)力分量及正負(fù)號(hào)規(guī)定：軸力FN：拉正壓負(fù)。剪力FQ：繞隔離體順轉(zhuǎn)為正，反之為負(fù)。彎矩M：使桿件下(右)側(cè)受拉為正，反之為負(fù)。2、計(jì)算方法：截面法，利用靜力平衡條件計(jì)算。例：FNFNFQFQMM

2、求支座反力“整體”VAVBHA求跨中截面C內(nèi)力“AC”2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)3、表示方法：用內(nèi)力圖表示。內(nèi)力圖：表示結(jié)構(gòu)上各截面內(nèi)力值的圖形，通常用橫坐標(biāo)表示截面位置，縱坐標(biāo)表示內(nèi)力的值。內(nèi)力圖軸力FN圖剪力FQ圖彎矩M圖必須標(biāo)注正負(fù)，通常正值畫在上方(左側(cè))，負(fù)值畫在下方。不標(biāo)正負(fù)，畫在受拉纖維一側(cè)。例：上例簡支梁－FQ圖＋M圖注意：內(nèi)力圖如打陰影線，則陰影線必須與桿軸垂直，因?yàn)殛幱熬€有明確的幾何含義，即陰影線的長度表示陰影線所在截面的內(nèi)力大小。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)二、荷載與內(nèi)力的關(guān)系1、微分關(guān)系

3、：上述四個(gè)關(guān)系式就是荷載與內(nèi)力的微分關(guān)系。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)2、微分關(guān)系的幾何含義：表示：軸力圖在某點(diǎn)的切線斜率大小等于該點(diǎn)的軸向荷載集度，符號(hào)相反。表示：剪力圖在某點(diǎn)的切線斜率大小等于該點(diǎn)的橫向荷載集度，符號(hào)相反。表示：彎矩圖在某點(diǎn)的切線斜率大小等于該截面的剪力。3、特殊荷載作用段內(nèi)力圖的幾何特征：⑴均布荷載段：M圖為二次拋物線，拋物線的凸向就是荷載的作用方向。FQ圖為斜直線，自左向右，斜線的傾斜方向就是荷載的作用方向。⑵無荷載段：M圖為直線。FQ圖為一常量。⑶集中荷載作用點(diǎn)：M圖有一尖點(diǎn)，尖點(diǎn)指向就是荷載的作

4、用方向。FQ圖有突變，自左向右，突變方向就是荷載作用方向，突變大小等于橫向荷載值。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)⑷集中力矩作用點(diǎn)：M圖有一突變，突變值等于集中力矩的大小。FQ圖無變化。⑸M圖與FQ圖之間的關(guān)系：自左向右，F(xiàn)Q圖為正號(hào)的區(qū)段，M圖切線為下降的斜直線；FQ圖為負(fù)號(hào)的區(qū)段，M圖切線為上升的斜直線。注意：上述微分關(guān)系和幾何特征僅適用于直桿。由左圖所示曲桿微段的平衡條件，可以導(dǎo)出曲桿的微分關(guān)系為2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)三、疊加法作彎矩圖回顧材料力學(xué)M圖的作法：先作剪力FQ圖，通過FQ圖面積的計(jì)算，求作M圖

5、。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，許多情況是彎矩起控制作用，因此，在結(jié)構(gòu)分析中，經(jīng)常不需要作剪力FQ圖，只要求作彎矩M圖。故，結(jié)構(gòu)力學(xué)中彎矩圖的作法通常不再沿用材料力學(xué)的方法，而是采用疊加法——不通過剪力圖，直接作彎矩圖。疊加法理論基礎(chǔ)——疊加原理：結(jié)構(gòu)在多個(gè)荷載共同作用下的效果等于各個(gè)荷載單獨(dú)作用效果的和。適用條件：1、線彈性材料；2、小變形假定。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)直桿段受力簡支梁受力兩者任一截面內(nèi)力相同嗎？=+=+注意：疊加是對(duì)應(yīng)截面彎矩的代數(shù)值相加，也就是圖形的縱坐標(biāo)相加。并不是圖形的簡單拼合。區(qū)段疊加法（sectionsup

6、erpositionmethod）:每桿段先作桿端彎矩產(chǎn)生的彎矩圖(直線)，再疊加上桿段上外荷載產(chǎn)生的簡支梁彎矩圖(幾何特征與外荷載有關(guān))。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)由桿端彎矩作圖疊加q彎矩圖例：疊加法作梁的M圖。M2疊加ql2彎矩圖2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)要熟練運(yùn)用疊加法作彎矩圖，必須熟記常用單跨梁的彎矩圖。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)FQ圖(kN)例：作圖示梁的彎矩圖和剪力圖FA=58kNFB=12kN164618201826MEqMFFQFFQE10單位:kNm2021/9/15土木工程學(xué)院

7、結(jié)構(gòu)力學(xué)思考題：1.作圖示斜梁的彎矩圖。2.下面兩根梁的跨度、傾角、荷載均相同，試比較它們的軸力、剪力和彎矩是否相同？豎向鏈桿鏈桿與桿件垂直2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)§3-2多跨靜定梁一、多跨靜定梁的幾何組成特點(diǎn)由單跨靜定梁（簡支梁或懸臂梁）作為基本單元，通過中間鉸構(gòu)造出的跨越幾個(gè)相連跨度的靜定梁，稱為多跨靜定梁。工程實(shí)例：鋼筋砼公路橋企口結(jié)合計(jì)算簡圖層疊圖幾何組成特點(diǎn)：多跨靜定梁可分為基本部分和附屬部分兩部分。基本部分：不依賴其它部分而能獨(dú)立承受荷載的幾何不變部分。例：上例邊跨。附屬部分：需依靠其它部分才能獨(dú)立承受荷載

8、的幾何不變部分。例：上例中跨。層疊圖可以是多層，基本部分和附屬部分是相對(duì)而言的。2021/9/15土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)二、多跨靜定梁的靜力分析特點(diǎn)多跨靜定梁的受力特點(diǎn)：層疊圖清楚地表明了荷載的傳遞路線，故，作用在基本部分上的荷載對(duì)附屬