梁弯矩图梁内力图(剪力图与弯矩图)
梁的剪力和弯矩剪力图和弯矩图课件
静力平衡条件是物体受力分析的基本依据,通过它我们可以 分析物体在受到外力作用时的运动状态,并计算出物体所受 到的合力。
梁的剪力和弯矩的静力平衡条件的推导和应用
梁的剪力和弯矩的静力平衡条件的推导
在梁的受力分析中,我们可以通过对梁进行截面切开、移除切块并代之以作用相 反的力等步骤,得到梁的内力——剪力和弯矩。当梁处于静力平衡状态时,其剪 力和弯矩也必须满足一定的平衡条件。
梁的剪力和弯矩剪力图和弯矩 图课件
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录
• 引言 • 梁的剪力分析 • 梁的弯矩分析 • 梁的剪力和弯矩组合分析 • 梁的剪力和弯矩的静力平衡条件 • 梁的剪力和弯矩的相互作用和影响
01
引言
课程背景
建筑力学是建筑设计和施工的重要基础,而梁的剪力和弯矩是建 筑力学中的重要概念。
通过学习梁的剪力和弯矩,可以更好地理解建筑结构的设计和施 工方法。
梁的剪力和弯矩的静力平衡条件的应用
通过应用静力平衡条件,我们可以分析梁在受到外力作用时的剪力和弯矩,进而 计算出梁的应力、应变等物理量,为结构设计提供依据。
梁的剪力和弯矩的静力平衡条件的应用实例
简支梁受垂直均布荷载作用
对于简支梁受垂直均布荷载作用的情况,通过应用静力平衡条件,我们可以得到梁的剪力图和弯矩图,并计算出 梁的最大剪力和最大弯矩。
简单梁分析
以简单梁为例,说明如何进行剪力和弯矩的组合分析。
复杂梁分析
通过有限元模型,对复杂梁进行剪力和弯矩的组合分析,讨论各种因素对梁内 力的影响。
05
梁的剪力和弯矩的静力平衡条件
静力平衡条件的概念和意义
静力平衡条件的概念
静力平衡条件是指物体在受到外力作用时,如果处于静止状 态,则物体内部的力也处于平衡状态,即所有作用在物体上 的外力矢量和为零。
梁弯矩图梁内力图(剪力图和弯矩图)
注:表中的K为轴向力变形影响的修正系数。
(1)无拉杆双铰拱
1)在竖向荷载作用下的轴向力变形修正系数
式中 Ic——拱顶截面惯性矩;
Ac——拱顶截面面积;
A——拱上任意点截面面积。
当为矩形等宽度实腹式变截面拱时,公式I=Ic/cosθ所代表的截面惯性矩变化规律相当于下列的截面面积变化公式:
简单载荷梁力图(剪力图与弯矩图)
梁的简图
剪力Fs图
弯矩M图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ注:外伸梁 = 悬臂梁 + 端部作用集中力偶的简支梁
表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征
某一段梁上的外力情况
剪力图的特征
弯矩图的特征
无载荷
水平直线
斜直线
集中力
突变
转折
集中力偶
无变化
突变
均布载荷
斜直线
抛物线
零点
极值
表3 各种约束类型对应的边界条件
2)三跨等跨梁的力和挠度系数 表2-12
注:1.在均布荷载作用下:M=表中系数×ql2;V=表中系数×ql; 。
2.在集中荷载作用下:M=表中系数×Fl;V=表中系数×F; 。
3)四跨等跨连续梁力和挠度系数 表2-13
注:同三跨等跨连续梁。
4)五跨等跨连续梁力和挠度系数 表2-14
注:同三跨等跨连续梁。
注:1.在均布荷载作用下:M=表中系数×ql2;V=表中系数×ql; 。
2.在集中荷载作用下:M=表中系数×Fl;V=表中系数×F; 。
[例1] 已知二跨等跨梁l=5m,均布荷载q=11.76kN/m,每跨各有一集中荷载F=29.4kN,求中间支座的最大弯矩和剪力。
梁的剪力图与弯矩
目录 CONTENT
• 梁的剪力与弯矩的基本概念 • 梁的剪力图 • 梁的弯矩图 • 剪力与弯矩的关系 • 梁的剪力与弯矩的实例分析
01
梁的剪力与弯矩的基本概 念
剪力与弯矩的定义
剪力
剪力是作用在梁上的垂直力,它 使梁产生剪切变形。剪力通常用 Q表示,单位为牛顿或千牛顿。
弯矩
弯矩是作用在梁上的力矩,它使 梁产生弯曲变形。弯矩通常用M 表示,单位为牛顿米或千牛顿米 。
在梁的跨中位置,剪力图的峰值最大,而在梁的 支座位置,剪力图的谷值最小。
随着梁上载荷的增加,剪力图的峰值逐渐增大, 谷值逐渐减小。
03
梁的弯矩图
弯矩图的绘制方法
1 2
截面法
通过分析梁在不同截面上的弯矩值,绘制出弯矩 图。
叠加法
将多个弯矩值叠加起来,绘制出弯矩图。
3
微分法
利用弯矩函数的微分性质,绘制出弯矩图。
剪力与弯矩的符号规定
剪力的正负号规定
在截面左侧上作用的剪力为正,反之 为负。
弯矩的正负号规定
在截面左侧上作用的弯矩为正,反之 为负。
剪力与弯矩的计算公式
剪力计算公式
Q = F * sinθ(F为作用在梁上的外力,θ为外力与梁轴线的夹角)。
弯矩计算公式
M = F * d / 2(F为作用在梁上的外力,d为梁的跨度)。
考察,从而为实际工程设计提供依据。
梁的剪力与弯矩的模拟计算
01
模拟计算是利用计算机软件对梁的剪力和弯矩进行数值模拟分 析的方法。通过模拟计算,可以快速得到梁在不同载荷条件下
的剪力和弯矩分布情况。
02
模拟计算可以采用不同的计算方法,如有限元法、有限差分法 和边界元法等。其中,有限元法是最常用的一种方法,能够考
梁 弯矩图 梁 内力图 (剪力图与弯矩图)
简单载荷梁内力图(剪力图与弯矩图)表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征表3 各种约束类型对应的边界条件注:力边界条件即剪力图、弯矩图在该约束处的特征。
常用截面几何与力学特征表表2-5标准标准标准标准标准标准标准注:1.I 称为截面对主轴(形心轴)的截面惯性矩(mm 4)。
基本计算公式如下:⎰•=AdA yI 22.W 称为截面抵抗矩(mm 3),它表示截面抵抗弯曲变形能力的大小,基本计算公式如下:maxy I W =3.i 称截面回转半径(mm ),其基本计算公式如下:AIi =4.上列各式中,A 为截面面积(mm 2),y 为截面边缘到主轴(形心轴)的距离(mm ),I 为对主轴(形心轴)的惯性矩。
5.上列各项几何及力学特征,主要用于验算构件截面的承载力和刚度。
实用文档2.单跨梁的内力及变形表(表2-6~表2-10)(1)简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度表2-6(2)悬臂梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-7(3)一端简支另一端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-8(4)两端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-9(5)外伸梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-103.等截面连续梁的内力及变形表(1)等跨连续梁的弯矩、剪力及挠度系数表(表2-11~表2-14)1)二跨等跨梁的内力和挠度系数表2-11注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2;V =表中系数×ql ;EIw 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EIw 100Fl 表中系数3⨯=。
[例1] 已知二跨等跨梁l =5m ,均布荷载q =11.76kN/m ,每跨各有一集中荷载F =29.4kN ,求中间支座的最大弯矩和剪力。
[解] M B 支=(-0.125×11.76×52)+(-0.188×29.4×5)=(-36.75)+(-27.64)=-64.39kN ·m V B 左=(-0.625×11.76×5)+(-0.688×29.4)=(-36.75)+(-20.23)=-56.98kN[例2] 已知三跨等跨梁l =6m ,均布荷载q =11.76kN/m ,求边跨最大跨中弯矩。
《材料力学》课件4-2梁的剪力和弯矩.剪力图和弯矩图
实例1
实例2
实例3
03
剪力图和弯矩图的解读
剪力图和弯矩图的解读方法
截面法
通过在梁上选择若干个截面,分别计算出每个截面的剪力 和弯矩值,然后以这些值为纵坐标,以截面位置为横坐标, 绘制出剪力图和弯矩图。
微分关系法
利用剪力和弯矩的微分关系,通过积分求解出剪力图和弯 矩图。
叠加法
对于分段常数的情况,将每一段的剪力和弯矩分别叠加, 得到整体的剪力图和弯矩图。
在机械工程中,梁的剪力和弯矩分析用于设计和优化各种机 械设备,如起重机、输送机和机床等,以提高设备的性能和 可靠性。
梁的剪力和弯矩在科研中的应用
在科研领域,梁的剪力和弯矩分析也是重要的研究内容之 一。通过深入研究梁的剪力和弯矩的分布规律和影响因素 ,可以揭示材料的力学性能和结构行为的本质。
科研人员利用先进的实验技术和数值模拟方法,对梁的剪 力和弯矩进行深入探索,为材料科学、固体力学和结构工 程等领域的发展提供理论支持和实践指导。
选择截面位置
在梁上选择若干个具有代表性的截面,用于 计算剪力和弯矩。
计算剪力和弯矩
对每个截面进行受力分析,计算出剪力和弯 矩的大小。
绘制剪力图和弯矩图
根据计算结果,绘制出相应的剪力图和弯矩 图。
剪力图和弯矩图的绘制实例
悬臂梁在集中力作用下的 剪力和弯矩图
简支梁在均布载荷作用下 的剪力和弯矩图
简支梁在集中力作用下的 剪力和弯矩图
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THANKS
截面法
通过在梁上选择若干个截面,计算每个截面的剪 力和弯矩,然后绘制相应的图形。
微元法
将梁分成若干个微元段,对每个微元段进行受力 分析,计算剪力和弯矩,然后绘制图形。
解析法
梁弯矩图梁内力图(剪力图与弯矩图)
简单载荷梁内力图(剪力图与弯矩图)表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征表3 各种约束类型对应的边界条件注:力边界条件即剪力图、弯矩图在该约束处的特征。
常用截面几何与力学特征表表2-5注:1.I 称为截面对主轴(形心轴)的截面惯性矩(mm 4)。
基本计算公式如下:⎰•=AdA yI 22.W 称为截面抵抗矩(mm 3),它表示截面抵抗弯曲变形能力的大小,基本计算公式如下:maxy I W =3.i 称截面回转半径(mm ),其基本计算公式如下:AIi =4.上列各式中,A 为截面面积(mm 2),y 为截面边缘到主轴(形心轴)的距离(mm ),I 为对主轴(形心轴)的惯性矩。
5.上列各项几何及力学特征,主要用于验算构件截面的承载力和刚度。
.\2.单跨梁的内力及变形表(表2-6~表2-10)(1)简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度表2-6(2)悬臂梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-7(3)一端简支另一端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-8(4)两端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-9(5)外伸梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-103.等截面连续梁的内力及变形表(1)等跨连续梁的弯矩、剪力及挠度系数表(表2-11~表2-14)1)二跨等跨梁的内力和挠度系数表2-11注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2;V =表中系数×ql ;EIw 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EIw 100Fl 表中系数3⨯=。
[例1] 已知二跨等跨梁l =5m ,均布荷载q =11.76kN/m ,每跨各有一集中荷载F =29.4kN ,求中间支座的最大弯矩和剪力。
[解] M B 支=(-0.125×11.76×52)+(-0.188×29.4×5)=(-36.75)+(-27.64)=-64.39kN ·m V B 左=(-0.625×11.76×5)+(-0.688×29.4)=(-36.75)+(-20.23)=-56.98kN[例2] 已知三跨等跨梁l =6m ,均布荷载q =11.76kN/m ,求边跨最大跨中弯矩。
梁的剪力和弯矩剪力图和弯矩图
F AX
l
F
FS x F B M x Fx
kN
FL
0 xL 0x L
kNm
8
例题 4.6
图示外伸梁,,试作剪力图和弯矩图.
20kN 40kN m
X1 A 1m 35kN
15
20
kN
20
10kN m
4m
2.5
FS x1 20kN
X2
B
0 x1 1
25kN
M x1 20x1
F+qL
1/2qL2+FL
FL
q B
l
qL
1/2qL2
19
例题 4.14
F A
m 1 Fl
4A
F
C
B
B
l2 l2
1 Fl 4
-
+ 1 Fl 8
l2 l2
+
1 Fl 4
A C
m 1 Fl 4 C
l
1 Fl
-4
20
例题 4.15
6kN
6kN 2kN m
AC
B
D
2m 2m 2m
4
+
-
6
+
4
2kN m 2m 2m 2m
M2 M1
x2 x1
FS x
11
dx
q
A
C
D
B
FA
a
c
l
b
FB
FA +
x
-
FB
+
FAa
FBb
12
例题
4.7 4.8
a
F
梁的内力 剪力弯矩方程 剪力弯矩图
(3)若某截面处FS=0
dF S dx
q(x)
dM dx
FS
d M dx
2
2
q(x)
则该截面上M取极值:当q>0, M取到极小值 当q<0, M取到极大值 (4)集中力F作用处,FS突变,跳跃值为F,M有尖点; q>0 q<0
集中力偶M作用处,M突变,跳跃值为M, FS不受影响。 F M
例题
例 题 2
2qa
A
§9 变形体静力学概述 及一般杆件内力分析
qa2 q
B C
解: 1.求约束力
FB q 2 a a 2 qa 3 a qa 2a 7 2 qa ( )
2
D
a
3 2 qa
FB a
a
a 2
FD
F D 4 qa
7 2
qa
1 2
qa ( )
D
FD
FD
F Ax 1 2 2 ( kN )( )
A
FAx
FAy
2m
F Ay 5 3 2 kN ( )
例题
例 题 4
5kN B
§9 变形体静力学概述 及一般杆件内力分析
4kN· m C
2.作内力图 D 3kN 轴力图: AB段 F N 2 kN
1m
1m
(F S )
1 qa
2
2.作内力图
1 2 qa
M
7 2
1 4 qa
2
B
2 qa
2
2qa (M)
qa
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梁的内力图-剪力图和弯矩_OK
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(2) 绘制剪力图( 图4b)。看荷载图,跟集中力、均布荷载 走,绘制过程见表4-5。
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(3) 绘制弯矩图(图c)。有力偶,跟剪力图走,绘制过程 见表4-6。 (4) FS 图、M 图均自行封闭,绘图正确。
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5
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记住:梁的两端无集中力偶作用,弯矩必为零。这 种通过对特定梁的内力图的讨论,探究内力图的一 般规律,并用该规律简捷绘制梁的内力图的方法, 是工作中分析问题、解决问题的一种常用方法。
三、 梁内力图的绘制
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[ 观察与思考] 试根据梁内力图的规律,判别下图 所示各梁的剪 力图和弯矩图是否正确,若有错请说明原因。
通过观察本例 可以发现:因为该外伸梁结构的几何 形状、受到的竖向荷载均左右相同,具有对称性, 所以弯矩图在对称位置的弯矩数值和符号相等,具 有对称性(工程上把这种对称称为正对称),剪力 图在对称位置的剪力数值相等、符号相反,也具有 对称性(工程上把这种对称称为反对称)。土木工 程中对称结构使用非常广泛,一方面对称美符合人 们的审美要求,另一方面结构受力合理,不仅可以 简化计算,而且也可以简化设计计算和提高施工的 效率。
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2. 梁内力图的绘制
例1:如图a 所示外伸梁,已知F=5 kN,q=4 kN/m,
试绘制梁的内力图。
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(3) 绘制弯矩图(图c)。无力偶,跟剪力图走,绘制过程见表4-4。
梁的内力图-剪力图和弯矩_OK
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2. 直梁在简单荷载作用下的内力图特征 直梁在简单荷载作用下的内力图特征见表4-2。
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3. 梁内力图的规律 (1) 无荷载区:剪力图为零线,弯矩图为水平直线;剪力图为 水平直线,弯矩图为斜直线。 (2) 集中力作用处:剪力图突变,突变的绝对值等于集中力的 大小,突变的方向与集中力方向相同;弯矩图折成尖角,尖角 方向与集中力方向相同。 (3) 集中力偶作用处:剪力图无变化;弯矩图突变,突变的绝 对值等于力偶矩的大小,突变的方向为顺时针力偶向下降,逆 时针力偶向上升。 (4) 均布荷载区:当均布荷载作用方向向下时,剪力图为下倾 斜直线,变化的绝对值等于均布荷载的合力;弯矩图为向下凸 的抛物线。 (5) 剪力与弯矩的关系:当剪力图为正时,弯矩图斜向右下方; 当剪力图为负时,弯矩图斜向右上方;剪力为零的截面,弯矩 有极值;梁后控制截面弯矩等于前控制截面弯矩加上前后截面 间剪力图的“面积”。
通过观察本例 可以发现:因为该外伸梁结构的几何 形状、受到的竖向荷载均左右相同,具有对称性, 所以弯矩图在对称位置的弯矩数值和符号相等,具 有对称性(工程上把这种对称称为正对称),剪力 图在对称位置的剪力数值相等、符号相反,也具有 对称性(工程上把这种对称称为反对称)。土木工 程中对称结构使用非常广泛,一方面对称美符合人 们的审美要求,另一方面结构受力合理,不仅可以 简化计算,而且也可以简化设计计算和提高施工的 效率。
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记住:梁的两端无集中力偶作用,弯矩必为零。这 种通过对特定梁的内力图的讨论,探究内力图的一 般规律,并用该规律简捷绘制梁的内力图的方法, 是工作中分析问题、解决问题的一种常用方法。
梁弯矩图梁内力图(剪力图和弯矩图)
简单载荷梁力图(剪力图与弯矩图)各种载荷下剪力图与弯矩图的特征表2表3 各种约束类型对应的边界条件常用截面几何与力学特征表表2-5注:1.I 称为截面对主轴(形心轴)的截面惯性矩(mm 4)。
基本计算公式如下:⎰•=AdA yI 22.W 称为截面抵抗矩(mm 3),它表示截面抵抗弯曲变形能力的大小,基本计算公式如下:maxy I W =3.i 称截面回转半径(mm ),其基本计算公式如下:AIi =4.上列各式中,A 为截面面积(mm 2),y 为截面边缘到主轴(形心轴)的距离(mm ),I 为对主轴(形心轴)的惯性矩。
5.上列各项几何及力学特征,主要用于验算构件截面的承载力和刚度。
2.单跨梁的力及变形表(表2-6~表2-10)(1)简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度表2-6(2)悬臂梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-7(3)一端简支另一端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-8(4)两端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-9(5)外伸梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-103.等截面连续梁的力及变形表(1)等跨连续梁的弯矩、剪力及挠度系数表(表2-11~表2-14)1)二跨等跨梁的力和挠度系数表2-11注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2;V =表中系数×ql ;EIw 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EIw 100Fl 表中系数3⨯=。
[例1] 已知二跨等跨梁l =5m ,均布荷载q =11.76kN/m ,每跨各有一集中荷载F =29.4kN ,求中间支座的最大弯矩和剪力。
[解] M B 支=(-0.125×11.76×52)+(-0.188×29.4×5)=(-36.75)+(-27.64)=-64.39kN ·m V B 左=(-0.625×11.76×5)+(-0.688×29.4)=(-36.75)+(-20.23)=-56.98kN[例2] 已知三跨等跨梁l =6m ,均布荷载q =11.76kN/m ,求边跨最大跨中弯矩。
5章-梁的剪力图与弯矩图
第5章 梁的剪力图与弯矩图
梁的内力及其与外力的相互关系
变化区间——控制面
外力规律发生变化截面——集中力、集中力偶 作用点、分布荷载的起点和终点处的横截面。
第5章 梁的剪力图与弯矩图
梁的内力及其与外力的相互关系
对梁进行强度计算,需要知道哪些横截面可能最先 发生失效,这些横截面称为危险面。弯矩和剪力最大的 横截面就是首先需要考虑的危险面。研究梁的变形和刚 度虽然没有危险面的问题,但是也必须知道弯矩沿梁长 度方向是怎样变化的。
第5章 梁的剪力图与弯矩图
弯曲时,由于横截面上应力非均匀分布,失效当然最 先从应力最大点处发生。因此,进行弯曲强度计算不仅要 考虑内力最大的“危险截面”,而且要考虑应力最大的点, 这些点称为“危险点”。
桥式吊车的大梁 可以简化为两端饺支 的简支梁。在起吊重 量(集中力FP)及大梁自 身 重 量 ( 均 布 载 荷 q) 的 作用下,大梁将发生 弯曲。
第5章 梁的剪力图与弯矩图
工程中的弯曲构件
工程中可以看作梁的杆件是很多的:
石油、化工设备中各种直立式反应塔,底部与地面固定 成一体,因此,可以简化为一端固定的悬臂梁。在风力载荷 作用下,反应塔将发生弯曲变形。
梁的内力及其与外力的相互关系
根据以上分析,不难得到结论: 杆件各截面上内力变化规律随着外力的 变化而改变。
第5章 梁的剪力图与弯矩图
梁的内力及其与外力的相互关系
所谓剪力和弯矩变化规律是指表示剪力和弯矩变 化的函数或变化的图线。这表明,如果在两个外力 作用点之间的梁上没有其他外力作用,则这一段梁 所有横截面上的剪力和弯矩可以用同一个数学方程 或者同一图线描述。
梁的内力图剪力图和弯矩图(共16张PPT)
V Rqx qlqx 作3、此依梁方的程剪x作力剪图力和图弯和矩A弯图矩。图
(0<x<l)
2、判断各段V、M图形状:
快速绘制剪力图和弯矩图
突变大小等于集中荷载的大小。
弯矩图出现转折,转折方向与
3、依方程作剪力图和弯矩图
Vmax= 1 ql 2
Mmax 1 ql 2 8
例2 简支梁受集中荷载作用,如图示,
斜率的大小等于对应梁段上剪力的大小。V>0时向右下方斜斜,
V<0时向右上方倾斜,V=0时为水平线。
在均布荷载作用的梁段上:剪力图为斜直线,斜率等于荷载 集度,q<0〔 〕向右下方倾斜,反之,向右上方倾斜。 弯矩图为二次抛物线,q<0,向下凸起;q>0〔 〕向上凸。 遇到集中荷载:剪力图突变,突变方向与集中荷载方向相同, 突变大小等于集中荷载的大小。弯矩图出现转折,转折方向与 集中力的方向相反。 遇到集中力偶:剪力图不变,弯矩图突变,突变方向由力偶的
弯矩图为二次抛物线,q<0,向下凸起;
V>0时向右下方斜斜,
v
而变化的,如果将x轴建立在梁的轴线上,原点建立在梁
q>0〔 〕向上凸。
q>0〔 〕向上凸。
v 1、可以检查剪力图和弯矩图是否正确。
集度,q<0〔 〕向右下方倾斜,反之,向右上方倾斜。
作此梁的剪力图和弯矩图。
作此梁的剪力图和弯矩图。
〔4〕逐段绘制出V和M图即梁的V和M图
极值弯矩:集中力作用截面、集中力偶截面或弯矩为零的截面。
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
梁的剪力和弯矩剪力图和弯矩图
2m
120
40
kN
190 160
kNm
210 340
. 280
q
q A
B
a
a
qa 2
C
qa
qa 2
1 qa 2 2
.
q
q
A
C
B
a
qa
a
qa
qa
qa 1 qa 2 2
.
q
A
B
qa
结构对称, 2 a
q
qa
a
2
载荷反对称,
则FS图对称,
qa 2
M图反对称
a2
qa 2
qa
2
a2
qa 2
8
.
qa 2
8
F
AD段:q<0, FS 图为向下斜直线,
.
M图为下凸抛物线。
例题 4.9 4.10
F
Fa
a
a
F
5
kN
4
Fa
.
kNm
2kN m 4m 3k N
kN
3
2.25
kNm
例题
4.11
作图示梁的内力图
3k N 4.5kN m
2kNm
D A C BE
FA 10kN
1m 2m
2m
FB 2kN 1m
7
kN
3
x1.56 2
一、梁平面弯曲的概念
1、平面弯曲的概念
弯曲变形:作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线,使 杆的轴线由直线变为曲线。
.
平面弯曲:梁的外载荷都作用在纵向对称面内时,则梁的轴 线在纵向对称面内弯曲成一条平面曲线。
梁弯矩图梁内力图
简单载荷梁内力图(剪力图与弯矩图)表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征表3 各种约束类型对应的边界条件注:力边界条件即剪力图、弯矩图在该约束处的特征。
常用截面几何与力学特征表表2-5注:1.I 称为截面对主轴(形心轴)的截面惯性矩(mm 4)。
基本计算公式如下:⎰•=AdA yI 22.W 称为截面抵抗矩(mm 3),它表示截面抵抗弯曲变形能力的大小,基本计算公式如下:m axy I W =3.i 称截面回转半径(mm ),其基本计算公式如下:AIi =4.上列各式中,A 为截面面积(mm 2),y 为截面边缘到主轴(形心轴)的距离(mm ),I 为对主轴(形心轴)的惯性矩。
5.上列各项几何及力学特征,主要用于验算构件截面的承载力和刚度。
2.单跨梁的内力及变形表(表2-6~表2-10)(1)简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度表2-6(2)悬臂梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-7(3)一端简支另一端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-8(4)两端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-9(5)外伸梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-103.等截面连续梁的内力及变形表(1)等跨连续梁的弯矩、剪力及挠度系数表(表2-11~表2-14)1)二跨等跨梁的内力和挠度系数表2-11注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2;V =表中系数×ql ;EIw 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EIw 100Fl 表中系数3⨯=。
[例1] 已知二跨等跨梁l =5m ,均布荷载q =11.76kN/m ,每跨各有一集中荷载F =29.4kN ,求中间支座的最大弯矩和剪力。
[解] M B 支=(-0.125×11.76×52)+(-0.188×29.4×5)=(-36.75)+(-27.64)=-64.39kN ·m V B 左=(-0.625×11.76×5)+(-0.688×29.4)=(-36.75)+(-20.23)=-56.98kN[例2] 已知三跨等跨梁l =6m ,均布荷载q =11.76kN/m ,求边跨最大跨中弯矩。
工程力学梁的剪力和弯矩 剪力图和弯矩图
梁的剪力和弯矩 剪力图和弯矩图1、 剪力和弯矩剪力:沿截面切线方向的内力F S 称为剪力,剪力符号规定为:截面上的剪力如果有使考虑的脱离体有顺时针转动的趋势则为正,反之为负(图9-2)。
弯矩:作用面垂直于横截面的内力偶矩M 称为弯矩,弯矩符号规定为截面上的弯矩如果使考虑的脱离体向下凸(或者说使梁下边受拉,上边受压)为正,反之为负(图9-3)。
2、 列方程作梁的剪力图和弯矩图。
剪力方程和弯矩方程可以表示剪力和弯矩随横截面位置变化的规律。
)(S S x F F =和 )(x M M = (9-1)剪力图和弯矩图是将剪力和弯矩随横截面位置变化情况用图形表示出来。
在载荷无突变的一段杆的各截面上内力按相同的规律变化,各段的分界点为各段梁的控制截面,必须分段列出梁的剪力方程和弯矩方程。
列方程作梁的剪力图和弯矩图的步骤为:(1)、求支座反力; (2)、确定坐标原点,分段列剪力方程和弯矩方程; (3)、计算控制点处的剪力值和弯矩值,标注在图上; (4)、根据各段的剪力方程和弯矩方程作剪力图和弯矩图,并说明剪力和弯矩的最大值。
3、利用弯矩、剪力、荷载集度之间的关系作梁的剪力图和弯矩图。
弯矩、剪力、荷载集度之间的微分关系为)(d )(d S x q x x F =, )(d )(d S x F x x M =,)(d )(d 22x q x x M = (9−2) 剪力图和弯矩图的规律为表9−1梁上的外力情况 剪力图上的特征弯矩图上的特征弯矩极值所在截面的可能位置水平线段直线段FF FF(a)(b)图9−2MMMM(a)(b)图9−3无外力段 ()()0d d S ==x q xx F ()()常数d d S ==x F xx M q (x )=常数向下的均布荷载 向下方倾斜的直线段()()0d d S <=x q xx F 下凸的二次抛物线()()0d d 22<=x q xx M 在F S =0的截面上q (x )=常数向上的均布荷载 向上方倾斜的直线段()()0d d S >=x q xx F 上凸的二次抛物线()()0d d 22>=x q x x M 在F S =0的截面上F 作用处发生突变,突变值等于FF 作用处发生转折在左右剪力具有不同正负号的截面上集中力偶在M e 作用处无变化M e 作用处发生突变,突变值等于M e在紧靠集中力偶作用处的某一侧截面上利用弯矩、剪力、荷载集度之间的关系作梁的剪力图和弯矩图的步骤为: (1)、求支座反力; (2)、计算控制点处的剪力值和弯矩值,标注在图上; (3)、根据弯矩、剪力、荷载集度之间的关系作剪力图和弯矩图,并标出剪力和弯矩的最大值。
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简单载荷梁内力图(剪力图与弯矩图)
注:外伸梁 = 悬臂梁 + 端部作用集中力偶的简支梁
表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征
表3 各种约束类型对应的边界条件
注:力边界条件即剪力图、弯矩图在该约束处的特征。
常用截面几何与力学特征表表2-5 word范文
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注:1.I 称为截面对主轴(形心轴)的截面惯性矩(mm 4
)。
基本计算公式如下:⎰•=
A
dA y
I 2
2.W 称为截面抵抗矩(mm 3
),它表示截面抵抗弯曲变形能力的大小,基本计算公式如下:max
y I W =
3.i 称截面回转半径(mm ),其基本计算公式如下:A
I
i =
4.上列各式中,A 为截面面积(mm 2
),y 为截面边缘到主轴(形心轴)的距离(mm ),I 为对主轴(形心轴)的惯性矩。
5.上列各项几何及力学特征,主要用于验算构件截面的承载力和刚度。
2.单跨梁的内力及变形表(表2-6~表2-10)
(1)简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度表2-6
(2)悬臂梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-7
(3)一端简支另一端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-8
(4)两端固定梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-9
(5)外伸梁的反力、剪力、弯矩和挠度表2-10
3.等截面连续梁的内力及变形表
(1)等跨连续梁的弯矩、剪力及挠度系数表(表2-11~表2-14)
1)二跨等跨梁的内力和挠度系数表2-11
注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2
;V =表中系数×ql ;EI w 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EI
w 100Fl 表中系数3⨯=。
[例1] 已知二跨等跨梁l =5m ,均布荷载q =11.76kN/m ,每跨各有一集中荷载F =29.4kN ,求中间支座的最大弯矩和剪力。
[解] M B 支=(-0.125×11.76×52)+(-0.188×29.4×5)
=(-36.75)+(-27.64)=-64.39kN ·m
V B 左=(-0.625×11.76×5)+(-0.688×29.4)
=(-36.75)+(-20.23)=-56.98kN
[例2] 已知三跨等跨梁l =6m ,均布荷载q =11.76kN/m ,求边跨最大跨中弯矩。
[解] M1=0.080×11.76×62=33.87kN ·m 。
2)三跨等跨梁的内力和挠度系数 表2-12
注:1.在均布荷载作用下:M =表中系数×ql 2;V =表中系数×ql ;EI
w 100ql 表中系数4⨯=。
2.在集中荷载作用下:M =表中系数×Fl ;V =表中系数×F ;EI
w 100Fl 表中系数3⨯=。
3)四跨等跨连续梁内力和挠度系数 表2-13
注:同三跨等跨连续梁。
4)五跨等跨连续梁内力和挠度系数表2-14 注:同三跨等跨连续梁。
(2)不等跨连续梁的内力系数(表2-15、表2-16)
1)二不等跨梁的内力系数表2-15 word范文
注:1.M=表中系数×ql21;V=表中系数×ql1;2.(M max)、(V max)表示它为相应跨内的最大内力。
2)三不等跨梁内力系数表2-16 word范文
注:1.M=表中系数×ql21;V=表中系数×ql1;2.(M max)、(V max)为荷载在最不利布置时的最大内力。
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4.双向板在均布荷载作用下的内力及变形系数表(表2-17~表2-22) 符号说明如下:
刚度 )1(122
3
υ-=Eh K 式中 E ——弹性模量;
h ——板厚; ν——泊松比;
ω、ωmax ——分别为板中心点的挠度和最大挠度;
M x ——为平行于l x 方向板中心点的弯矩; M y ——为平行于l y 方向板中心点的弯矩; M x 0——固定边中点沿l x 方向的弯矩; M y 0——固定边中点沿l y 方向的弯矩。
正负号的规定:
弯矩——使板的受荷面受压者为正; 挠度——变位方向与荷载方向相同者为正。
四边简支 表2-17
三边简支,一边固定表2-18 两边简支,两边固定表2-19
一边简支,三边固定表2-20
四边固定表2-21
两边简支,两边固定表2-22
5.拱的内力计算表(表2-23)
各种荷载作用下双铰抛物线拱计算公式表2-23
注:表中的K为轴向力变形影响的修正系数。
(1)无拉杆双铰拱
1)在竖向荷载作用下的轴向力变形修正系数式中 I c——拱顶截面惯性矩;
A c——拱顶截面面积;
A——拱上任意点截面面积。
当为矩形等宽度实腹式变截面拱时,公式I=I c/cosθ所代表的截面惯性矩变化规律相当于下列的截面面积变化公式:
此时,上式中的n可表达成如下形式:
下表中列出了矩形等宽度实腹式变截面拱的n值。
f/l 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 n 1.67 1.59 1.51 1.43 1.36 1.29 1.23 1.17 1.12
2)在水平荷载作用下的轴向力变形修正系数,近似取
K=1
(2)带拉杆双铰拱
1)在竖向荷载作用下的轴向力变形修正系数
式中 E——拱圈材料的弹性模量;
E1——拉杆材料的弹性模量;
A1——拉杆的截面积。
2)在水平荷载作用下的轴向力变形修正系数(略去拱圈轴向力变形影响)
式中 f——为矢高;
l——为拱的跨度。
6.刚架内力计算表
内力的正负号规定如下:
V——向上者为正;
H——向内者为正;
M——刚架中虚线的一面受拉为正。
(1)“┌┐”形刚架内力计算(表2-24、表2-25)
“┌┐”形刚架内力计算表(一)表2-34
“┌┐”形刚架内力计算表(二)表2-35
(2)“”形刚架的内力计算(表2-26)“”形刚架的内力计算表表2-26。