《第十四章静定结构的内力计算》教学课件.ppt

第十四章 静定结构的内力计算 第一节 静定梁的受力分析 第二节 静定平面刚架 第三节 三铰拱 第四节 静定平面桁架 第五节 组合结构 §14-2 静定刚架受力分析 一. 刚架的受力特点 二. 刚架的支座反力计算 三. 刚架指定截面内力计算 四.刚架弯矩图的绘制 五.由做出的弯矩图作剪力图 六.由做出的剪力图作轴力图 七.计算结果的校核 静定刚架受力分析总结 杆轴线为曲线 在竖向荷载作 用下不产生水 平反力。 曲梁 拱--杆轴线为曲 线，在竖向荷载 作用下会产生水 平推力的结构。 拱 一、概述 1.拱的定义 §14-3 三铰拱 拱比梁中的弯矩小 2.拱的受力特点 曲梁 拱 3.拱的分类 三铰拱 静定拱 超静定拱 超静定拱 两铰拱 无铰拱 拉杆拱 拉杆 斜拱 高差h 4.拱的有关名称 跨度 拱趾铰 拱趾铰 顶铰 矢高 拱肋 拱肋 二、三铰拱的数解法 ----支反力计算 XA XB YA YB YA0 YB0 a2 b1 b2 l P1 P2 A B C l/2 l/2 f YB=YB0 YA=YA0 H= MC0 / f a1 等代梁 P1 P2 C A B XA=XB =H YA0 YA H Mc0 三铰拱的竖向反力与其等代梁的反力相等;水平反力与拱轴线形状无关.荷载与跨度一定时，水平推力与矢高成反比. 请问:有水平荷载,或铰C不再顶部,或 不是平拱,右边的结论还是正确的吗? K x y x y YA YB YA0 YB0 a2 b1 b2 a1 XA XB l P1 P2 A B C l/2 l/2 f K P1 P2 C A B 二、三铰拱的数解法 ----内力计算 三铰拱的内力不但与荷 载及三个铰的位置有关，而 且与拱轴线的形状有关。 由于推力的存在，拱的 弯矩比相应简支梁的弯矩要 小。 三铰拱在竖向荷载作用 下轴向受压。 三、三铰拱的合理拱轴线 (reasonable axis of arch) 只限于三铰平拱受 竖向荷载作用 在竖向荷载作用下，三 铰拱的合理拱轴线的纵 坐标与相应简支梁弯矩 图的竖标成正比。 使拱在给定荷载下只 产生轴力的拱轴线，被 称为与该荷载对应的合 理拱轴 试求图示对称三铰拱在均布荷载作用下 的合理拱轴线 MC0=ql2/8 H=ql2/8f M0=qlx/2-qx2 /2 =qx(l-x)/2 y=4fx(l-x)/l2 抛物线 主内力:按计算简图计算出的内力 次内力:实际内力与主内力的差值 简图与实际的偏差：并非理想铰接； 并非理想直杆； 并非只有结点荷载； 桁架----直杆铰接体系.荷载只在结点作用， 所有杆均为只有轴力的二力杆 . 1.桁架的计算简图 §14-4 静定平面桁架 一、概述 2.桁架的分类 按几何组成分类： 简单桁架—在基础或一个铰结三角形上依次加二元体构成的 联合桁架—由简单桁架按基本组成规则构成 复杂桁架—非上述两种方式组成的静定桁架 简单桁架 简单桁架 联合桁架 复杂桁架 取隔离体时,每个隔离体只包含一个结点的方法. 隔离体上的力是平面汇交力系,只有两个独立的平衡方程 可以利用,固一般应先截取只包含两个未知轴力杆件的结点. 1.求支座反力 二、结点法 其它杆件轴力求法类似. 求出所有轴力后, 应把轴力标在杆件旁. 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 4.取结点D 结点法列力矩方程 取结点A 结点法列力矩方程 取结点D 对于简单桁架,若与组成顺序相反依 次截取结点,可保证求解过程中一个方程 中只含一个未知数. 结点单杆:利用结点的一个平衡方程可求出内力的杆件 单杆 单杆 零杆:轴力为零的杆 例:试指出零杆 练习:试指出零杆 受力分析时可以去掉零杆, 是否说该杆在结构中是可 有可无的? 练习:试指出零杆 结点法的计算步骤: 1.去掉零杆 2.逐个截取具有单杆的结点,由结点平衡方程求轴力. 三、截面法 有些情况下,用结点法求解不方便,如: 截面法:隔离体包含不少于两个结点. 隔离体上的力是一个平面任意力系,可列出三个独立的 平衡方程.取隔离体时一般切断的未知轴力的杆件不多余三 根. 解: 1.求支座反力 2.作1-1截面,取右部作隔离体 3.作2-2截面,取左部作隔离体 截面单杆: 用截面切开后，通过一个方程可求出内力的杆. 截面上被切断的未