第三章-静定梁与静定刚架李廉锟结构力学图文.pptx
《第三章-静定梁与静定刚架李廉锟结构力学图文.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章-静定梁与静定刚架李廉锟结构力学图文.pptx(70页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、结构力学02:29静定结构定义静定结构定义 在荷载等因素作用下,其全部支座反力和任意在荷载等因素作用下,其全部支座反力和任意一截面的内力均可由静力平衡方程唯一确定的结构。一截面的内力均可由静力平衡方程唯一确定的结构。(a)静定梁静定梁(b)静定刚架静定刚架 3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29静定结构的基本特征静定结构的基本特征几何特征:几何特征:未知力的数目未知力的数目=独立平衡方程式的数目。独立平衡方程式的数目。超静定结构是有多余约束的几何不变体系超静定结构是有多余约束的几何不变体系,其反力其反力和任意一截面的内力不能由静力平衡条件唯一确定。和任意一截面的内力不能由静力平衡条件唯
2、一确定。几何不变且无多余联系。几何不变且无多余联系。静力特征:静力特征:计算简图计算简图3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29求解静定结构的方法求解静定结构的方法采用采用截面法截面法、应用、应用平衡方程平衡方程。容易产生的错误认识:容易产生的错误认识:容易产生的错误认识:容易产生的错误认识:“静定结构内力分析无非就是静定结构内力分析无非就是静定结构内力分析无非就是静定结构内力分析无非就是 选取隔离体,建立平衡方程,选取隔离体,建立平衡方程,选取隔离体,建立平衡方程,选取隔离体,建立平衡方程,以前早就学过了,没有新东西以前早就学过了,没有新东西以前早就学过了,没有新东西以前早就学过了,没
3、有新东西”切忌:浅尝辄止切忌:浅尝辄止3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 受弯构件,但在竖向荷载下不产生水平推力;受弯构件,但在竖向荷载下不产生水平推力;其轴线通常为直线(有时也为曲线)。其轴线通常为直线(有时也为曲线)。梁:梁:单跨静定梁单跨静定梁从支承情况不同又分为:从支承情况不同又分为:简支梁简支梁伸臂梁伸臂梁悬臂梁悬臂梁3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 通常先求出支座反力,采用截面法,建立平通常先求出支座反力,采用截面法,建立平衡方程,计算控制截面的内力。衡方程,计算控制截面的内力。内力符号规定如下:内力符号规定如下:轴力以轴力以拉力拉力为正;为正;剪力以剪力
4、以绕微段隔离体顺时针转者绕微段隔离体顺时针转者为正;为正;当弯矩使当弯矩使杆件下侧纤维受拉者杆件下侧纤维受拉者为正。为正。1.任意截面的内力计算任意截面的内力计算 3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29求所示简支梁任一截面的内力过程演示。求所示简支梁任一截面的内力过程演示。解解 (1)(1)求出支座反力。求出支座反力。由整体平衡:由整体平衡:3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 可以判定所有截面的轴力均为零可以判定所有截面的轴力均为零,取截面取截面-以以左为隔离体。左为隔离体。(2)分别求截面分别求截面-、-、-和和-的内力。的内力。由由 有有 由由 有有3-1 单跨静定梁单
5、跨静定梁结构力学02:29取截面取截面-以左为隔离体以左为隔离体由由3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29由由 取截面取截面-以左为隔离体以左为隔离体3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29计算梁上任一截面内力的规律如下计算梁上任一截面内力的规律如下:梁上某一截面的弯矩数值上等于该截面左侧(或右侧)梁上某一截面的弯矩数值上等于该截面左侧(或右侧)所有外力对该截面形心的力矩的代数和。所有外力对该截面形心的力矩的代数和。梁上某一截面的剪力数值上等于该截面左侧(或右侧)梁上某一截面的剪力数值上等于该截面左侧(或右侧)所有外力在沿截面的切线方向投影的代数和。所有外力在沿截面的切线方向投影
6、的代数和。如果荷载不垂直于杆轴线,则梁的内力就会有轴力。梁如果荷载不垂直于杆轴线,则梁的内力就会有轴力。梁上某一截面的轴力数值上等于该截面左侧(或右侧)所有外上某一截面的轴力数值上等于该截面左侧(或右侧)所有外力在沿截面的法线方向投影的代数和。力在沿截面的法线方向投影的代数和。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29按照这个规律,写出截面按照这个规律,写出截面-的内力为:的内力为:也可以由截面也可以由截面-以以截面截面-的内的内力力右隔离体的平衡条件右隔离体的平衡条件求得。求得。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:292.内力图内力图梁的内力图梁的内力图弯矩图弯矩图、剪力图剪力图、
7、轴力图轴力图。弯矩图弯矩图-习惯绘在杆件受拉的一侧,不需标正习惯绘在杆件受拉的一侧,不需标正负号负号轴力和剪力图轴力和剪力图-可绘在杆件的任一侧,但需标可绘在杆件的任一侧,但需标明正负号明正负号作内力图:作内力图:1 1 由内力方程式画出图形由内力方程式画出图形;2 2 利用微分关系画出图形。利用微分关系画出图形。内力图的含义?需彻底弄清,以免与后面的影内力图的含义?需彻底弄清,以免与后面的影响线混淆概念。响线混淆概念。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:293.荷载与内力的微分关系荷载与内力的微分关系由平衡方程由平衡方程Y=0 和和MA=0 可得可得合并写成合并写成在荷载连续分布的梁段
8、上截取一微段梁在荷载连续分布的梁段上截取一微段梁 dM当某截面的剪力为零时,即当某截面的剪力为零时,即 =0。该截面的弯矩即。该截面的弯矩即 dx为这一梁段中的极大值(或极小值)。为这一梁段中的极大值(或极小值)。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29一般一般一般一般为斜为斜为斜为斜直线直线直线直线水平线水平线水平线水平线抛物抛物线线(下凸下凸)有有有有极极极极值值值值为为为为零零零零处处处处有尖有尖有尖有尖角角角角(向向向向下)下)下)下)有突有突有突有突变变变变(突突突突变值变值变值变值=F F F FP P)有有有有极极极极值值值值如如如如变变变变号号号号无变化无变化无变化无变化
9、 有突变有突变有突变有突变(突变(突变(突变(突变 值值值值=MM)剪力图剪力图剪力图剪力图弯矩图弯矩图梁上梁上梁上梁上情况情况情况情况无外力无外力无外力无外力均布力作用均布力作用均布力作用均布力作用 (q(q(q(q向下向下向下向下)集中力作用集中力作用集中力作用集中力作用处处处处(F F F FP P向下向下向下向下)集中力集中力偶偶M作作用处用处铰处铰处无无无无影影影影响响响响为零为零为零为零斜直斜直斜直斜直线线线线()3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29(1)求出梁的支座反力。(有时可不用先求出来)求出梁的支座反力。(有时可不用先求出来)(2)找出梁的控制截面。找出梁的控制截
10、面。(3)计算出各控制截面的内力值。计算出各控制截面的内力值。(4)根据梁段上荷载的情况把各相邻控制截面点根据梁段上荷载的情况把各相邻控制截面点联线即成相应的剪力图和弯矩图。联线即成相应的剪力图和弯矩图。作内力图的步骤:作内力图的步骤:控制截面选取的原则是每段梁上的荷载必须是连控制截面选取的原则是每段梁上的荷载必须是连续的,因此梁上的集中荷载作用点,分布荷载的续的,因此梁上的集中荷载作用点,分布荷载的起始点和终点都是梁段的控制截面。起始点和终点都是梁段的控制截面。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29FP aFPlabABABlqql2 2应熟记常用单跨梁的弯矩图应熟记常用单跨梁的弯矩
11、图应熟记常用单跨梁的弯矩图应熟记常用单跨梁的弯矩图3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29BAFlabFab lBAqlql2 83-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29mBAablm l a lm b lmm l3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:294.叠加法作弯矩图叠加法作弯矩图(section superpositionsection superposition methodmethod)叠加法要点:叠加法要点:以梁以梁段两端的弯矩值的段两端的弯矩值的连线作为基线,在连线作为基线,在此基线上迭加简支此基线上迭加简支梁在此分布荷载作梁在此分布荷载作用下的弯矩图,即用下的
12、弯矩图,即得最终的弯矩图。得最终的弯矩图。如何作如何作DEDE段段弯矩图弯矩图?3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29叠加法作弯矩图叠加法作弯矩图3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29分段叠加法作弯矩图分段叠加法作弯矩图3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 例例3-1 试作图示简支的内力图。试作图示简支的内力图。FA=58 kNFB=12 kN1.求支座反力求支座反力2.控制截面及其弯矩的确定控制截面及其弯矩的确定3.作弯矩图以及剪力图作弯矩图以及剪力图201826186416无荷载区域弯矩为直线无荷载区域弯矩为直线EF段弯矩图如何作?段弯矩图如何作?MEqMFFsF
13、FsE区段叠加法,区段叠加法,并可求出:并可求出:10如何由已知的弯矩图得到剪力图?如何由已知的弯矩图得到剪力图?Fs 图图(kN)M图图(kN m).3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 例例3-2 试作图示简支的内力图。试作图示简支的内力图。解:解:(1)求支座反力。求支座反力。(3)计算各控制截面的内力值。计算各控制截面的内力值。(2)将梁分段,将梁分段,A、C、D、E、G、B 点为控制截面点。点为控制截面点。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29注意:注意:1)集中力作用的截面其左、右两侧的剪力是不同的,)集中力作用的截面其左、右两侧的剪力是不同的,两侧相差的值就是该
14、集中力的大小。两侧相差的值就是该集中力的大小。2)集中力矩作用截面的两侧弯矩值也是不同的,其差)集中力矩作用截面的两侧弯矩值也是不同的,其差值就是集中力矩的大小。值就是集中力矩的大小。3)各截面的剪力等于截面左边所有各力在垂直于杆轴)各截面的剪力等于截面左边所有各力在垂直于杆轴方向投影的代数和。方向投影的代数和。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29 计计算算各各控控制制截截面面的的弯弯矩矩,各各截截面面的的弯弯矩矩等等于于该该截截面面左边所有各力对截面形心力矩的代数和。左边所有各力对截面形心力矩的代数和。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29881361127230M图图(k
15、Nm)24 kN36 kN44 kN+_DEBCAFS图图H(4)作内力图。)作内力图。403-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:29(5)计算分布荷载作用梁段的弯矩最大值。计算分布荷载作用梁段的弯矩最大值。DE段梁的弯矩最大截面就在剪力为零处,剪力为零段梁的弯矩最大截面就在剪力为零处,剪力为零的截面的截面H的位置可由比例求出,其值为的位置可由比例求出,其值为 xH=1.6 m 。最大。最大弯矩弯矩 MH 为:为:24 kN36 kN44 kN+_DEBCAFS图图H3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:30受弯结构作内力图的方法总结受弯结构作内力图的方法总结:材料力学中,一般是先作剪
16、力图,再作弯矩图。而材料力学中,一般是先作剪力图,再作弯矩图。而在结构力学中,对梁和刚架等受弯结构作内力图的在结构力学中,对梁和刚架等受弯结构作内力图的顺序为:顺序为:1.一般先求反力(不一定是全部反力)。一般先求反力(不一定是全部反力)。2.利用截面法求控制截面弯矩。以便将结构用控制截利用截面法求控制截面弯矩。以便将结构用控制截面拆成为杆段(单元)。面拆成为杆段(单元)。3.在结构图上利用区段叠加法作每一单元的弯矩图,在结构图上利用区段叠加法作每一单元的弯矩图,从而得到结构的弯矩图。从而得到结构的弯矩图。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:304.4.以单元为对象,对杆端取矩可以求得杆
17、端剪力,在结构图以单元为对象,对杆端取矩可以求得杆端剪力,在结构图上利用微分关系作每单元的剪力图,从而得到结构剪力图。上利用微分关系作每单元的剪力图,从而得到结构剪力图。需要指出的是,剪力图可画在杆轴的任意一侧,但必须标注需要指出的是,剪力图可画在杆轴的任意一侧,但必须标注正负号。正负号。以未知数个数不超过两个为原则,取结点由平衡求单元杆以未知数个数不超过两个为原则,取结点由平衡求单元杆端轴力,在结构图上利用微分关系作每单元的轴力图,作法端轴力,在结构图上利用微分关系作每单元的轴力图,作法和剪力图一样,从而得到结构轴力图。和剪力图一样,从而得到结构轴力图。5.5.综上所述,结构力学作内力图顺序
18、为综上所述,结构力学作内力图顺序为“先区段叠加作先区段叠加作M 图,再由图,再由M 图作图作FS 图,最后图,最后FS作作FN图图”。需要指出的是,这。需要指出的是,这种作内力图的顺序对于超静定结构也是适用的。种作内力图的顺序对于超静定结构也是适用的。3-1 单跨静定梁单跨静定梁结构力学02:30公路桥常使用多跨静定梁。公路桥常使用多跨静定梁。一、多跨静定梁的定义一、多跨静定梁的定义计算简图计算简图层叠图层叠图二、多跨静定梁的组成及传力特征二、多跨静定梁的组成及传力特征对上图所示梁对上图所示梁进行进行几何组成分析几何组成分析:基本部分:结构中不依赖于其它部分而独立与地基形成几何基本部分:结构中
19、不依赖于其它部分而独立与地基形成几何 不变的部分。不变的部分。附属部分:结构中依赖基本部分的支承才能保持几何不变的部分。附属部分:结构中依赖基本部分的支承才能保持几何不变的部分。ABAB部分部分,CD,CD部分部分 EF EF部分部分3-2 多跨静定梁多跨静定梁结构力学02:30组组组组成成成成例例例例子子子子请弄清层叠关系请弄清层叠关系请弄清层叠关系请弄清层叠关系a)a)仅一个基本部分仅一个基本部分b)b)竖向荷载下两个基本部分竖向荷载下两个基本部分c)c)中间一个基本部分中间一个基本部分e)e)竖向荷载下两个基本部分竖向荷载下两个基本部分d)d)竖向荷载下两个基本部分竖向荷载下两个基本部分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 静定 刚架 李廉锟 结构 力学 图文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。