3-1静定结构内力分析基础3-2静定梁3-3静定平面刚架3-4静定平面桁架3-5静定组合结构3-6三铰拱3-7静定结构的性质与算法总结第3章静定结构的内力分析第3章静定结构的内力分析
杆件类型桁架杆(链杆):仅承受轴力梁式杆:承受弯矩、剪力和轴力FNFNMBFNBMAFNAFQBFQAABFP内力符号规定:MM下侧受拉FNFNFQFQ轴力:以拉力为正剪力:顺时针为正弯矩:标明受拉侧内力图绘制规定:轴力图和剪力图:标明正负号弯矩图:画在受拉侧,不标正负号3-1-1内力与内力图3-1静定结构内力分析基础
截面法基本操作步骤:(1)切:将拟求内力的截面及其他相关约束切开;(2)取:从切断处取出完全独立的隔离体;(3)标:在切开的各横截面上标注作用力;(4)列:对隔离体列出静力平衡方程,并作求解或校核。截面法求G截面内力示例结构隔离体静力平衡方程:3-1静定结构内力分析基础3-1-2内力计算的基本方法
内力-荷载间的微分关系M+dMFQ+dFQFQMFN+dFNdxFNyxpM0FyFxM+?MFQ+?FQFQMFN+?FNdxFNyxFyFxM0dxdx取出微段q取出微段pq微分关系3-1静定结构内力分析基础3-1-3内力图的形状特征
M+dMFQ+dFQFQMFN+dFNdxFNyxpM0FyFxM+?MFQ+?FQFQMFN+?FNdxFNyxFyFxM0dxdx取出微段q取出微段pq内力-荷载间的增量关系增量关系利用杆件内力-荷载的微分关系和增量关系,可归纳出任一直杆段在常见横向荷载作用下的内力图形状特征。3-1静定结构内力分析基础
3-1静定结构内力分析基础无荷载区段均布荷载区段集中力作用处FQ图M图集中力偶作用处梁上荷载情况q=0qFPM0无变化平直线斜直线有突变,值为FP有突变,值为M0斜直线,特殊为平直线抛物线,凸向同q指向有尖角,尖向同FP指向常见荷载下的内力图特征
3-1静定结构内力分析基础特殊结点处作用集中力(力偶)时的内力图特征悬臂端铰结点一侧FQ图M图滑动结点一侧梁上荷载情况
3-1静定结构内力分析基础若结构中的某一直杆段上作用有横向荷载,其弯矩图可采用区段叠加法绘制。单跨梁AB区段受力图相应简支梁根据叠加原理,AB梁的内力等于以下两组荷载下内力的叠加:3-1-4区段叠加法作弯矩图
3-1静定结构内力分析基础将两组荷载作用下的弯矩图作叠加时,可以先绘出两端弯矩MA、MB的竖标并连以虚线,然后在虚线基础上叠加均布荷载下的弯矩图。叠加后的弯矩图注意:弯矩图的叠加是弯矩竖标的叠加,而不是图形的简单叠加。常用区段叠加法的荷载情况区段叠加法基本步骤:分段、求值、定形、连线。
3-1静定结构内力分析基础MAAMBBqllMAAMBBlABqMAMBMAMBMAAMBBFabllMAAMBBlABFMAMBMAMBab
3-1静定结构内力分析基础L/2L/2MAMBABMFPL/2L/2MAMBABMM/2M/2MAMBM/2M/2MAMBFPFPL/4MAMBMAMBFPL/4
3-1静定结构内力分析基础3-2静定梁3-3静定平面刚架3-4静定平面桁架3-5静定组合结构3-6三铰拱3-7静定结构的性质与算法总结第3章静定结构的内力分析第3章静定结构的内力分析
3-2静定梁单跨静定梁示例简支梁伸臂梁悬臂梁简支斜梁单跨静定梁分类3-2-1单跨静定梁
3-2静定梁【例1】试作图示伸臂梁的内力图。42kN14kN【解】(1)求支座反力取整体结构为隔离体,根据平衡条件,有?MB=0:FyA?8?4?4?5?20?2?12+20?1=0,FyA=14kN(?)?Fy=0:14+FyB?4?4?20?20=0,FyB=42kN(?)(2)求控制截面剪力,作剪力图FQA=FQC=14kNFQD=FQED=14?4?4=?2kNFQEF=FQF=FQBF=20?42=?22kNFQBG=FQG=20kN
3-2静定梁(3)求控制截面弯矩,作弯矩图MC=14?1=14kN?m(下侧受拉)MD=14?5?4?4?2=38kN?m(下侧受拉)ME=12+42?2?20?3=36kN?m(下侧受拉)MFE=12+42?1?20?2=14kN?m