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第三章静定梁与静定刚架PPT课件
§3—1单跨静定梁 1.反力
三个支座反力 整体隔离体——平衡方程求解
图(b)=(a)+(c) 【题3-4】
2.内力 截面法——求指定截面内力 截面法:
将杆件在拟求内力截面截开 ——取一侧作隔离体,
受力分析——受力图 平衡方程——求所有内力。 内力符号规定 : 轴力FN—拉(+) 剪力FS—顺时针(+) 弯矩M—任设方向
2.内力
内力图——表示结构上各截面内力数值的图形 规定: 杆轴为坐标轴(基线),表示截面位置
垂直杆轴坐标(竖标),表示内力数值
M图:画在杆件受拉一侧,不标+、-号 FS、FN图:(梁)正值画杆上侧,并标正负号 绘制内力图
基本方法:以x表示截面位置——截面法——内 力方程(内力-x的函数关系)——作图; 简便方法:微分关系确定内力图形状——分段、 定点、连线及区段叠加法——作内力图
[例]
q
dFS d x
q(x)
dM dx
FS
+
-
内力图形状特征
荷载: q = 0, q = c, F作用点,集中力偶M, 铰处
FS图: (FS=0)
(FS=0)
(变号)
M图:
(M极值)
利用微分关系作内力图
(基本方法:截面法——内力方程——作图) 杆中微段平衡——微分关系:
——FS图斜率=q(x) q=c,直线——两点: 控制截面Q——连直线
【例3-3】设x,MC=MI →x
比较多跨简支梁
【例3-4】M→微分关系/平衡条件→FS→反力
FAB S
MBA
MAB l
ql 2
ห้องสมุดไป่ตู้
BA
§3-3 静 定 平 面 刚 架
刚架——由直杆组成,具有刚结点的结构 基本型式:悬臂、简支、三铰
复杂刚架(若干个基本型式组成)
(图3-18)复杂刚架(三铰+简支组成) ——基本部分+附属部分+… ——按组成的相反次序求解:反力、内力
注:以杆轴线为坐标轴, 纵坐标有明确定义——M、FS、FN (不能画斜线,象剖面线)
q
(M)
-
(FS)
+
3.内力与外力间的微分关系及内力图形状判断
dFS dx
q(x)
dM dx
FS
dFN
dx
p(x)
Y 0 M 0 X 0
正值: 坐标系x-y 荷载向下 M-下拉 FS-顺时针
几何意义:图形斜率~力(荷载连续分布)
3.内力分析步骤 未知反力数 = 独立平衡方程数 计算——按几何组成的相反次序求解 (避免解联立方程) 反力、内力计算,内力图绘制——同单跨梁
4. 多跨静定梁基本组成形式 a. 基本-附属部分——交互排列 b. 基本-附属部分——依次排列
【例3-4】层叠关系——按组成相反次序求解
BCABCFMFS
(2)区段叠加法作M 简支梁(如图) 叠加原理 叠加法——
杆端弯矩图 叠加上简支梁上 对应(q或F)的 标准M0图。 叠加—— 指纵坐标叠加, 而不是图形简单拼合
任意直杆段——适用 叠加法作M图
(1)求控制截面值 外力不连续点
(F,M作用点, q的起点,终点等)
(考虑全部荷载) (2)分段画弯矩图
——M图斜率=FS q=0→FS=c, M图直线: 控制截面M——连直线 q=c,M图曲线 ——三点确定 ——区段叠加法
4.区段叠加法作弯矩图
直杆段弯矩图――分段叠加法,简化绘制工作 (1) 两个标准M0图
(a)简支梁作用均布荷载q (b)简支梁作用(a-b/中点)集中力F *(c)简支梁作用(中点)集中力偶m *(d)悬臂梁-q *(e)悬臂梁-F
2.M图特点: 铰处
——M=0 无荷载
——M为直线 刚结点
——M平衡 外力与杆叠合
——M=0 外力与杆平行
第三章 静定梁与静定刚架
静定结构—— 几何不变,无多余约束; 由静力平衡条件唯一确定(反力、内力)
静力分析:基本方法——截面法: 截面-隔离体、画受力图、建立平衡方程
应用: 内力分析:杆(单元)→杆系(结构) 联系:几何构造分析——结构静力分析 ——简化静力分析 受力特点:受力性能——结构的合理型式
(梁下侧受拉为“+” ——工程习惯)
隔离体受力图 a.全部联系(约束)要截断,以相应的约束力代替 b.全部所受的力要画全(荷载、约束力) c.未知力按正方向假设,
已知力按实际方向画(包括前面步骤求出的力) ——未知力结果符号即未知力符号(正,负) ——M的方向确定杆件的受拉面 【例】简支外伸梁 【解】1.反力
M FS、FN:投影方向 3.内力图 4.斜长分布→水平分布
§3—2 多跨静定梁
1. 几何组成 基本部分——独立地维持其几何不变的部分 附属部分——依靠基本部分才能维持其几何不变
的部分
层叠图——层次关系
2.受力分析——特点 基本部分——荷载作用其上,附属部分不受力 附属部分——荷载作用其上,基本部分受力
【例3-1】 1.反力
2.控制截面 C-A-(D)-EF-GL-GR-B
3.FS-连线
4.M-连线 直线 曲线
(极值)
滚小球作FS图 力推小球同向走,力尽小球平行走 集中力偶中间铰,方向不变无影响 反推小球回到零,上正下负剪力图
斜梁
基本方法
——截面法 斜杆内力
——FS、FN随截面方向倾斜 1.支座反力 2.内力:
求解步骤:
(1)支反力 (2)分段叠加法—M (3)M → FS → FN 内力图:
M —— 画受拉面 FS 、FN ——标+、-号 杆端内力表示:(区分同一结点的不同杆端)
MAB(FSAB,FNAB) 【例3-5】
【例3-5】 1.简支 -反力 2.M图 3.FS图 4.FN图 5.校核
【例3-6】
控制截面间无荷载 ——连直线
控制截面间有荷载(q、F) ——连虚线, ——再叠加标准M0图
5.绘制内力图的一般步骤 (1)求反力(悬臂梁可不求) (2)分段
——外力不连续点:q端点,F、M作用点 (3)定点
——求控制截面内力值(全部荷载) (4)连线
——按微分关系 连直线 曲线:连虚线,叠加简支梁M0图
1、反力*
2、M图
3、FS图 AD、BE
*DC、CE:
-M→FS 4、FN图
AD、BE
DC、EC
(结点)
【例3-7】组成分析——基本、附属部分 按组成相反次序,分别按基本形式计算
§3-4 快速绘制 M 图
作M图——本课程最重要的基本功之一 方法: 1.标准单跨梁:悬臂、简支
(图3-10:EF、BC;图3-11:AB、EF)