静定杆系结构内力分析PPT.ppt

第四章 静定杆系结构内力分析;4.1杆件的基本变形及内力（页52）;研究内力采用截面法：即在结构的某截面处，假想一平面将结构堪两部分，任取其中 一部分为隔离体，用平衡条件进行分析内力的大小和方向（页53）。;2、直杆在与杆轴线垂直的外力 作用下微段产生相互错动的变形称为剪切变形，微段侧面横向切向内力的合力为剪力，通常用V表示，以使微段的两侧面发生顺时针方向错动的剪力为正，反之为负(左上，右下外力为正，否则相反)。;3、直杆在与杆轴线垂直的外力 作用下还会受到横向荷载的力矩作用，杆件横截面的力偶矩就称为弯矩。通常用M表示，工程上常规定使下侧纤维受拉的弯矩为正，反之为负（页55） 。;4.2单跨静定梁的内力计算与内力图;单跨静定梁结构指定截面内力的计算 1、作梁的受力图并计算支座反力； 2、截取截面并选取隔离体，即沿指定截面将原结构切开，选取一部分作为隔离体； 3、绘隔离体受力图，即将隔离体受到的外力、支座反力及截开截面暴露出的内力等绘制在隔离休整上。截面上未知的剪力可假设为正，未知弯矩可设为使杆件下侧受拉； 4、列平衡方程，求解未知内力。;A;（2）计算各截面内力;为把握内力沿整个杆件的分布情况，可采用内力方程即内力沿杆件轴线的变化函数的形式，也可采用更为直观的内力图的方式。 内力图一般以杆件轴线为基线，以垂直于基线的竖标表示对应位置处梁截面的内力值。 正的剪力和轴力一般绘于基线的上方，弯矩绘于杆件受拉一侧。;例题2 简支梁受均布荷载作用，如图示， 作此梁的剪力图和弯矩图（见页60图4-13b）。;例3 简支梁受集中荷载作用，如图示， 作此梁的剪力图和弯矩图（见页60图4-13a） 。;例题4 简支梁受集中力偶作用，如图示，试画梁的剪力图和弯矩图（见页60图4-13c） 。;见页60图4-13;v;利用上述规律： 1、可以检查剪力图和弯矩图是否正确。 2、可以快速的绘制剪力图和弯矩图，步骤如下： （1）将梁正确分段 （2）根据各段梁上的荷载情况，判断剪力图和弯矩图的 形状 （3）寻找控制面，算出各控制面的V和M （4）逐段绘制出V和M图即梁的V和M图;快速绘制剪力图和弯矩图;4.5;当作用在结构上的荷载情形较复杂时，可将梁上的弯矩图视为各部分的叠加。叠加时，宜先画直线形的弯矩图，再叠加曲线形或折线形的弯矩图。;叠加法作弯矩图;+;斜简支梁：房屋建筑中的楼梯，如果采用梁式结构方案，则支承踏步板的边梁为一倾斜梁，如图a所示。实际工程计算中常将楼梯斜梁的两端按简支条件处理，其计算简图如图b所示。;现讨论简支斜梁计算中的两个问题，并同时与水平简支梁比较。 1. 简支斜梁的内力表达式 FAX =0 FAY= （↑） FBy＝ （↑） ;4.3多跨静定梁的内力计算与内力图;多跨静定梁的内力计算 1、作层次图，以确定力的传递途径； 2、计算附属部分向基本部分传递的作用力与支座反力； 3、按先“附属”部分，后“基本”部分的顺序逐段绘内力图； 4、将第3步绘制的各当做的内力图拼接，以作出全结构的内力图； 5、校核：利用微分关系校核内力图或支座结点平衡条件校核支座反力。;A;; 例2：作图a所示多跨静定梁的内力图 解：AC、DF为基本部分，CD为附属部分，层次图如图b所示。从层次图b看出，只有DF基本部分作用着荷载，其余的基本部分或附属部分都没有荷载作用，故AC、CD部分内力为零，只有DF部分有内力。其反力计算如图c、d所示，此多跨静定梁的内力图如图e、f所示。;4.4 静定平面刚架的内力计算与内力图;刚架的内力计算方法与梁完全相同，只是多了一项轴力计算。因此有关梁的内力图形状特征的描述和按叠加法作弯矩图等，同样适用于刚架中的各杆。因此在对刚架进行内力分析时，首先是把刚架从结点处分为若干杆件，把每根杆件看作一根梁，然后逐杆用截面法求两端内力，再结合每根杆件所作用荷载，便可作出内力图。 作内力图时，规定弯矩图画在杆件的受拉一侧，以下侧受拉为正，但内力图中不注正、负号；剪力以使隔离体顺时针方向转动的为正，反之为负；轴力仍以拉力为正、压力为负。剪力图和轴力图可画在杆轴的任意一边，但需注明正负号。为了避免出现符号错误，以后取隔离体画受力图时，不管实际情况如何，截面内力一律假设成正的。; ;16kN;例2:试绘制下图所示刚架的弯矩图。;4.5静定三铰拱;三铰拱为静定结构，其计算简图及各部分名称如图右。在竖向荷载作用下，拱在支座处将产生水平推力，导致拱中各截面的弯矩比相应简支梁对应截面的弯矩小得多，故拱结构以承受压力为主，所用材料多为抗压强度高而抗拉强度低的砖、石、混凝土等传统建筑材料建造。;二、静定三铰拱支座反力及内力特点 以图a所示在竖向荷载作用下的