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静定梁结构内力计算

X oA 0
X 0
3.1 梁的内力计算 二、斜梁
2、内力计算
M qlx / 2 qx2 / 2
Q
竖直链杆斜梁内力计算

x
N
Q (ql / 2 qx) cos N (ql / 2 qx) sin MFra bibliotekQ0 N0
M 0 qlx / 2 qx2 / 2
Q o ql / 2 qx
(二)分段叠加法原理
XA 0
15KN YA
45KN.m
25KN.m
YB
25KN
X XM 0 Y 8810 44 3500 Y 15KN M 00 Y 0 10 Y 25KN
BA AA B A B
15KN 0 15KN 15KN 45KN.m 0 0 25KN 25KN 0
A A A D D A D A D
2、内力计算
弯矩图特点:无外力偶作用的两杆汇交刚结点,两杆端弯矩在数值上大小相等,
受拉侧“相同”,可称为“可展性”。
内力图特点
1.典型杆段
① q=0 ② q=C Q—常数 Q—斜直线 M—直线 M—二次抛物线
③ M图凸向与荷载方向一致
2.特殊点
① 集中力作用点两侧,M相等,Q突变 ② 集中力偶作用点两侧,M突变,Q相等 ③ 悬臂端(自由端)、铰支杆端、铰结杆端、均为已知 ④ 直杆段中的铰不改变M-Q-q间的微分关系 ⑤ 无外力偶作用的两杆汇交刚结点M图可展
1. 描点法:列方程,根据方程描点作图 2. 利用微分关系作图 3. 叠加法作图
四、荷载与内力之间的微分关系
五、常用的简单荷载作用下的弯距图
§2 静定结构支座反力的分析方法
一、选择适当的研究对象
1. 独立体的概念
独立体:能应用自身的平衡条件求出作用自身的所有未知力者。 (1)承受一般力系:未知力不多于三个 (2)对承受汇交力系者:未知力不多于两个
例2: 作出图示刚架的M、Q、N图
C
15KN
D
2m
C
15KN
D B
B
2m
YD
A
4m
XA
A
YA
解:
1、求支座反力
X 0, X 15 0, X 15() M 0,Y 4 15 2 0,Y 7.5() Y 0,Y Y 0,Y Y 7.5()
无外力偶时
M=0
有外力偶m时 M=m
3.Q=0的问题
① 点 —— M取极值 ② 段 —— M为常数
4.轴力图
外力与杆轴垂直或无载的杆件,其轴力为常数
练习
例3: 求图示刚架的支座反力 q ql 2 ql
l
解:
F
A
x
0, X A ql 0, X A ql()
A A
XA
MA
YA
l 2 l 2
P
A
0, M B pl / 2(顺时针转 )
YA
l
例4: 作图示结构弯矩图
Pl / 2 Pl / 2 l/2
P
练习: 作弯矩图
P P
l
l/2
l l
Pl / 2
l
2 Pl
Pl
Pl
P
l l
例5: 作图示结构弯矩图
Pl / 2 Pl / 2 l/2
P
练习: 作弯矩图
P P
l
l/2
l l
Pl / 2
No 0
M0
x
斜梁
斜梁的内力图特点
3.1 梁的内力计算
二、斜梁
1、支反力计算

XA X 'A
水平链杆斜梁内力计算
Y 'A YA YB
A
Y 'B
M 0 Y 0
X 0
X B ql / 2tg
X A ql / 2tg
YA ql
M 0 Y 0
A
Y o B ql / 2
25KN
45KN.m
25KN.m
25KN.m
15KN
25KN
0
20KN.m
0
45KN.m
25KN.m
两端弯矩已知的杆段M图作法:
以两端弯距竖标的端点联线 为基准线,作出视该杆段为简支 25KN 梁时其在跨间荷载作用下的弯距 0 图,最后所画轮廓线与杆轴线所 25KN.m 围图形即该杆段的M图。
15KN 45KN.m 45KN.m 0 35 25KN.m
2. 半独立体的概念
半独立体:能应用自身的平衡条件,求出作用自身的部分未知力者。
对承受一般力系者:未知力虽多于三个 (1)除一个未知力外,其余的未知力平行 (2)除一个未知力外,其余的未知力汇交
3. 研究对象选择原则
优先选择独立体、半独立体;再依次研究新出现的独立体,半独立体。
二、关于平衡方程形式的选择问题
Y o A ql / 2
X oA 0
X 0
3.1 梁的内力计算
二、斜梁
2、内力计算
水平链杆斜梁内力计算
M qlx / 2 qx2 / 2
Q

M
N Q (ql / 2 qx) cos
Q0 N0 M0
M 0 qlx / 2 qx2 / 2
Q o ql / 2 qx
20
0
15KN 45KN.m 20 25KN.m
25KN
(三)分段叠加法作M图步骤
1.求支反力
2.内力计算 (1)确定控制截面,求M控,标在受拉侧; (2)无载联直线,有载联虚线,再叠简支。

XA
YA YB
解: 1.求支反力
X 0 X 0 M 0 Y 17KN M A 0 YB 7KN
ql2 / 2
q
练习: 作图示结构弯矩图
q
ql / 2
l
ql l / 2
ql
l
q
l/2
l
l
l
q
l
练习: 作图示结构弯矩图
q
ql
5ql / 4
q
l
ql
l/2 l/2
l
5ql / 4
l l
ql
l
5ql2 / 4
ql
2
3ql2 / 2 5ql2 / 4
例8: 作图示结构弯矩图
(二)内力计算步骤
1. 求支座反力 2. 内力计算 对M、Q、N分别
A. 确定控制截面位置 B. 求控制截面内力 C. 绘内力图
例1
P
解: 1、M
B C
L
MCB=0 MBA=PL(左)
2、Q
3、N
MBC=PL(上)
MAB=PL(左) QBA=0 NBA=-P
A
L
QBC=P NBC=0
PL
P
+
- P M图 Q图 N图
3. 内力表示方法方法:双脚标表示
4. 正、负号约定:约定M的纵坐标(竖距)画受拉纤维一侧;Q、N同前
5. 算式
弯距=截面一边所有外力对截面形心的力矩代数和 剪力=截面一边所有外力沿截面切线方向投影代数和
轴力=截面一边所有外力沿截面法线方向投影代数和
m 0 Y 0 X 0
(三)画内力图
M
D
0
XD
YD YE
YE 4 10 4 2 0 YE 20kN
2. 以BCDE为研究对象
M
B
0
XB YB YC YE
YE 8 YC 3 10 8 4 0 160 YC kN 3
(四)三铰结构
若结构体系(不含基础)有两个刚片,其与基础的联结满足三刚片规则,则称 其为三铰结构。
2、分类
竖直链杆斜梁
水平链杆斜梁
3.1 梁的内力计算
二、斜梁
1、支反力计算
斜梁
XA
竖直链杆斜梁内力计算

X oA
相当梁
Y oA
YA
A
M 0 Y 0
X 0
YB YB ql / 2
YA ql / 2
XA 0
M 0 Y 0
A
Y oB Y o B ql / 2
Y o A ql / 2
2.变形特点:变形前后各杆夹角不变。
3.受力特点:M、Q、N,主要内力为M。 4.M分布均匀,峰值小。 5.由于利用了刚结点,使得结构的杆件数目减少,空间大,整体性好。
四、刚架的内力计算
(一)杆端内力
1. 分段原则:原则上一杆一段。 2. 轴力分布特征
N P N
外力与杆轴垂直或无载的杆件,其轴力为常数。
1. 思考方法
排除法:把其余力排除于平衡方程之外。
2. 措施
“求谁不管谁”:不考虑待求未知力,而考虑其它未知力有什么特点。
1. 其余未知力平行,在其垂直方向投影。 2. 其余未知力汇交于一点,对该点取矩。
三、静定结构支座反力计算
(一)悬臂结构
用一个固定端与基础相联结的结构称为悬臂结构。
计算特点:免
1.分析方法
(1)以整体为研究对象,列三个平衡方程。 (2)以中间铰C一侧为研究对象,列一个平衡方程。
2.简单三铰结构 例
XA
XB YA YB
3.复杂三铰结构
O1 O2
整体为研究对象
C A E B D O1 F
M
O1
0
BC为研究对象
M
B
0
注意:
Y1 Y2 Y3 Y4
(1)先求的两个未知力应作用于同一 刚片上。 (2)两个方程应取不同的研究对象。
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