《截面法求内力》课件.pptVIP

*******************截面法求内力截面法是结构力学中一种重要的计算内力的方法。通过截取结构的某一截面，分析截面上各力的平衡关系，从而求解结构内部的内力。内力的概念定义内力是构件内部各部分之间相互作用的力，是由于外力作用产生的。分类根据力的方向和作用面可以分为轴力、剪力、弯矩和扭矩。特点内力是由外力引起的，与外力大小和方向密切相关。内力的方向与外力的方向相反。作用内力使构件保持平衡，并抵抗外力作用产生的变形。截面法求内力的基本原理假设条件首先需要假设截面法所要研究的结构满足几何不变性条件，即结构在受到外力作用后，其形状和尺寸不会发生明显变化，这样才能保证截面内力的计算结果是准确的。隔离分析将结构沿研究截面进行切割，并将截面一侧的结构从另一侧分离，得到一个独立的隔离体。静力平衡根据静力平衡原理，隔离体上的所有外力与截面内力相互平衡，可以列出静力平衡方程，即力矩平衡和合力平衡方程。求解内力通过求解静力平衡方程，即可得到截面上的内力，包括轴力、剪力、弯矩和扭矩。截面法的适用范围桥梁结构桥梁结构的受力分析，可以利用截面法计算内部应力。高层建筑高层建筑的承重结构，截面法用于计算楼板、梁柱的内力。飞机机翼飞机机翼的受力分析，可以利用截面法计算机翼的内部应力。水坝水坝的结构设计，截面法用于计算水压力作用下的内力。几何不变性几何不变性原则是指结构在荷载作用下，其几何形状和尺寸保持不变，即结构的刚度足够大，不会发生明显的变形。重要性几何不变性是截面法求内力的前提条件之一，确保计算结果的准确性和可靠性。静力平衡方程1力平衡力平衡是指物体所受所有外力之和为零，保证物体处于静止状态或匀速直线运动状态。2力矩平衡力矩平衡是指物体所受所有外力矩之和为零，保证物体不发生转动。3求解内力应用静力平衡方程可以求解物体内部产生的各种内力，如轴力、剪力、弯矩和扭矩。轴向力的求解1隔离体选择包含轴力作用的构件部分作为隔离体，并绘制其受力图。2建立坐标系确定隔离体的正负方向，通常取轴力方向为正方向。3应用平衡方程根据静力平衡条件，列出隔离体的平衡方程，求解轴力。剪力的求解1选取截面在需要计算剪力的位置选择截面。2隔离物体将截面一侧的物体隔离，并绘制自由体图。3分析受力分析隔离物体上所有外力和内力。4平衡方程根据静力平衡条件，建立剪力的平衡方程。剪力是描述结构内部某截面上垂直于截面的力，可以通过静力平衡方程计算得出。弯矩的求解1力矩平衡选取截面，计算截面左右两侧所有力对截面形心点之矩。2代数和将截面左侧各力对截面形心点之矩的代数和设为ML，右侧各力对截面形心点之矩的代数和设为MR。3截面弯矩弯矩M=ML-MR。扭矩的求解1选取截面确定扭矩作用的截面位置2确定扭矩计算截面上的扭矩大小3应用公式利用扭矩公式求解内力4画内力图绘制扭矩沿杆件长度的变化曲线扭矩是力矩的一种特殊形式，表示力对物体产生旋转的作用。扭矩公式可用于计算杆件截面上的内力，进而分析杆件的强度和刚度。几何要求截面形状截面形状应与结构的受力情况相匹配。例如，承受弯矩的梁，其截面通常为矩形或工字型。截面尺寸截面尺寸应根据结构的荷载、材料强度等因素进行选择。尺寸过小会导致强度不足，尺寸过大则会导致材料浪费。截面位置截面的位置应与结构的受力情况相一致。例如，承受弯矩的梁，其截面应位于弯矩最大的位置。截面连续性截面应保持连续，避免出现突变或不规则形状，以免影响结构的强度和稳定性。实例分析1：简支梁简支梁是最常见的结构形式之一，由两个支座支撑，可以承受各种荷载，例如集中力、分布荷载、弯矩等。简支梁的受力特点是支座反力为垂直方向，且受力均匀分布。通过截面法求解简支梁的内力，可以得到梁的内力分布规律，为结构设计提供理论依据。实例分析2：悬臂梁悬臂梁是一端固定，另一端自由的梁。悬臂梁的特点是固定端承受剪力和弯矩，自由端仅承受荷载。在实际工程中，悬臂梁经常被用于建筑结构、桥梁、机械等。实例分析3：连续梁连续梁是指在跨度内有两个或多个支座的梁，连续梁在跨度内有多个支座，可以实现更好的受力传递，提高结构的稳定性。在工程实际应用中，连续梁的应用非常广泛，如桥梁、楼板、屋架等结构中。连续梁的受力特点是，由于支座的约束作用，连续梁的内力分布比简支梁更为复杂。求解连续梁的内力需要使用连续梁内力计算方法，包括截面法、力矩分配法等。实例分析4：框架结构框架结构模型框架结构通常由梁和柱组成，它们以固定的方式连接在一起，形成一个刚性的结构体系。桥梁框架结构框架