梁的内力图
梁的内力图—剪力图和弯矩图(23)
6kN
1
1
A 2mΒιβλιοθήκη 6kN m2 q 2kN m 3 4
5
B
2
34
5
C
3m
3m
FQ1 6kN M1 6 2 12kNm FQ2 6 13 7kN M 2 6 2 12kNm
FA 13kN
问题:最大内力的数
FB 5kN
FQ3 6 13 23 1kN
变化的(有的大、有的小)。
一、 梁的内力图—剪力图和弯矩图
1 、剪力方程和弯矩方程
由前面的知识可知:梁的剪力和弯矩是随截面位置
变化而变化的,如果将x轴建立在梁的轴线上,原点取 在梁左端,向右为正向, 坐标x表示截面位置,则FQ和M
就随x的变化而变化,V和M就是x的函数,这个函数式就 叫剪力方程和弯矩方程。
南充职业技术学院土木工程系建筑力学多媒体课件
任课 陈德先 教师
授课 12造价与建 班级 筑
授课 时间
2013/
学 时
4
课 剪力图和弯矩图 题
课型 新授课
教学 方法
讲练结合法
教学 熟练列出剪力方程和弯矩方程、并绘制剪力图和弯矩图; 目的 利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系绘制剪力图和弯
矩图.
教学 剪力图和弯矩图;剪力、弯矩和荷载集度的微分关系及其 重点 应用.
l,求梁剪力、弯矩方程的微分,并画剪力、弯矩图。
q
解 :1.建立剪力、弯矩方程
A x
B
l
FQ x
ql ql 2/2
FQ (x) qx M (x) qx x qx2
22
2.对剪力、弯矩方程取微分
dM (x) dx
第6章-梁的内力PPT课件
(3)计算截面C稍右处的剪力FsR、弯矩MCR。
M C
MCR
A
l/2
FA
Fy 0
FsR
ql FsRFA2 0
MCF0
解之得:
FsR
ql 4
M CR MFA2 lq 2 l4 l0
精选PPT课M件CR 0
14
建筑力学
❖ 计算剪力和弯矩的规律
(1) 梁内任一截面上的剪力,其大小等于该截面左侧(或右侧) 梁上所有外力的代数和;梁内任一截面的弯矩,其大小等 于该截面左侧(或右侧)梁上所有外力对于该截面形心之矩的
★ 由平衡方程 F得y ,0
F s x F s x d s x F q x d 0 x
dFsx qx
dx
(9-1)
几何意义:剪力图上某点处的切线斜率等于该点处荷载
集度的大小。
精选PPT课件
23
建筑力学
★ 由平衡方程 MC 得,0
M x dx M M x F sx d q x x d d 2 x 0 x
(3)列出各段的剪力方程和弯矩方程:各段列剪力方程和弯矩方程时, 所取的坐标原点与坐标轴x的正向可视计算方便而定,不必一 致。
(4) 画剪力图和弯矩图:先根据剪力方程(或弯矩方程)判断剪力图(或 弯矩图)的形状,确定其控制截面,再根据剪力方程(或弯矩方 程)计算其相应截面的剪力值(或弯矩值),然后描点并画出整个 全梁的剪力图(或弯矩图)
解之得: Fs 4kN 精选PPTM 课件144 kNm
12
[例]
简支梁受均布荷载q和集中力偶M=ql2/4的作用,如图所示。求截面C 的剪力和弯矩。
M
q
梁的内力分析
FQ 3 为负剪力, M 3 为正弯矩。
在计算梁的剪力和弯矩时,可以通过下面的结论直接计算: (1)某截面上的剪力等于该截面左侧(或右侧)梁段上所 有横向外力的代数和。(左上右下剪力为正;反之则为负) 以该截面左侧杆段上的外力进行计算时,则向上的外力产生 正剪力,反之为负。以该截面右侧杆段的外力计算时,则 向下的外力产生正剪力,反之为负。 (2)某截面上的弯矩等于该截面左侧(或右侧)所有外力对该 截面之矩的代数和。(左顺右逆弯矩为正;反之则为负) 以左侧的外力进行计算时,则绕截面顺转的外力产生正弯矩, 反之为负。以右侧的外力计算时,绕截面逆转的外力产生 正弯矩,反之为负。
F
Q1
、 M 1 为正值,表示该截面上剪力和弯矩与所设方向一致,故为正剪力,正弯矩。
例 7- 1
(3)求 2-2 截面的内力。用截面法把梁从 2-2 截面处切成两段,取左段为研究对象,受 力如图 7-6c。图中剪力和弯矩都假设为正。由平衡方程得 ∑Fy=0,
FA - F Q 2 =0, F Q 2 = FA =2 kN
FQ1 FA 2kN M1 FA 2 2 2 4kN m
图
FQ2=FA-F=2-3=-1kN
M 2 FA 2 2 2 4kN m
(3)求3-3和4-4截面的剪力和弯矩,取右侧计算。
FQ 3 FB 1kN
M3 FB 4 m 1 4 2 2kN m
MA 0
MB ql ql 2 l 0 2 2 ql l q l ql 2 M C ( )2 2 2 2 2 8
当x =l 时
当x=l/2时,
时将三点用一光滑曲线连成一抛物线即得梁的弯矩图,见图7-9c。
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)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word范文word范文word范文word范文word范文word范文.word 范文注: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 ;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 ;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。
梁的内力与应力(图片版)
σ=FbA,其中F为作用在梁上的力,b 为梁的宽度,A为梁的横截面积。
描述
正应力表示梁在承受拉伸或压缩时, 截面上产生的应力。
剪应力
剪应力
与截面相切的应力,主要由于剪 切而产生。
描述
剪应力表示梁在承受剪切时,截面 上产生的应力。
公式
τ=FsA,其中Fs为作用在梁上的剪 力,A为梁的横截面积。
弯曲应力
致梁发生断裂或严重变形。
强度失效的原因可能包括材料缺 陷、设计不当或制造工艺问题等。
弯曲失稳
弯曲失稳是指梁在受到垂直于 轴线的横向力作用时,发生弯 曲变形并最终失去稳定性。
弯曲失稳通常发生在梁的长度、 跨度较大或支撑不足时,导致 梁发生过大弯曲和扭曲。
弯曲失稳的原因可能包括梁的 刚度不足、支撑条件不当或外 力过大等。
。
混凝土
适用于桥梁、房屋和基础设施 等需要承受较大荷载且稳定性
要求较高的场合。
木料
适用于临时建筑、小型建筑和 家庭装修等需要较低承载能力
的场合。
其他材料
如铝合金、玻璃钢等,适用于 特殊场合和特定需求。
优化设计
截面优化
根据梁的跨度、承载能力和稳定性要求,选择合适的截面尺寸和 形状,以减小材料用量和提高承载能力。
梁的内力与应力(图片 版)
目录 CONTENT
• 梁的简介 • 梁的内力 • 梁的应力 • 梁的强度与稳定性 • 梁的设计与优化 • 梁的案例分析
01
梁的简介
梁的种类
01
02
03
简支梁
简支梁是两端支撑在支座 上的单跨梁,其载荷作用 在跨中位置。
连续梁
连续梁是多跨梁,载荷可 以作用在任意位置。
悬臂梁
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)梁的简图剪力Fs 图弯矩M 图1laFsF F l a F l al -+-F la l a )(-+M2l eMsF lM e +MeM +3laeMsF lM e +Me M lal -e M la +-4lqsF +-2ql 2qlM82ql +2l5lq asF +-la l qa 2)2(-lqa 22M2228)2(l a l qa -+la l qa 2)(2-la l a 2)2(-6lqsF +-30l q 60l qM3920l q +3)33(l-7aFlsF F+Fa-M8aleMsF+eM M9lqs F ql+M22ql -10lqsF 2l q +M620l q -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或集中力 F突变 F 转折或或集中力偶eM 无变化 突变e M均布载荷q斜直线抛物线 或零点极值表3 各种约束类型对应的边界条件约束类型 位移边界条件力边界条件(约束端无集中载荷)固定端0=w ,0=θ —简支端0=w0=M 自由端—0=M ,0=S F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⨯=。
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。
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。
4.4.3静定梁的内力方程及内力图
4.4.3
梁的内力方程及 内力图
剪力图和弯矩图
剪力方程和弯矩方程
• 若以横坐标x表示横截面在梁轴线上的 位置,则各横截面上的剪力和弯矩皆可表示 为坐标x的函数,即 • Q=Q(x) • M=M(x) • 以上两函数表达了剪力和弯矩沿梁轴线 的变化规律,分别称为梁的剪力方程和弯矩 方程。
பைடு நூலகம் x=0,MA=0
x=l/2,MC=ql2/8 x=l,MB=0 弯矩图如图9.15(c)所示。 从所作的内力图可知,最大剪力发生在梁端,其值为|Qmax|=ql/2,最 大弯矩发生在剪力为零的跨截面,其值为|Mmax|=ql2/8。
【例 9.6】简支梁受集中力P作用如图9.16(a)所示,试画出梁的剪力图和弯矩 图。 【解】(1) 求支座反力 以整梁为研究对象,由平衡方程求支座反力。 ∑mB(F)= 0,-RAl+Pb=0 RA=Pb/l ∑Fy=0,RA+RB-P=0 RB=Pa/l (2) 列剪力方程和弯矩方程 梁在C截面处有集中力P作用,AC段和CB段所受的外力不同,其剪力方 程和弯矩方程也不相同,需分段列出。取梁左端A为坐标原点
剪力图和弯矩图
为了形象地表示剪力和弯矩沿梁轴的变化规律, 把剪力方程和弯矩方程用其图像表示,称为剪力图 和弯矩图。 剪力图和弯矩图的画法与轴力图、扭矩图很相 似,用平行于梁轴的横坐标x表示梁横截面的位置, 用垂直于梁轴的纵坐标表示相应截面的剪力和弯矩。
在土建工程中,习惯上将正剪力画在x轴上方, 负剪力画在x轴的下方;正弯矩画在x轴下方,负弯 矩画在x轴的上方,即把弯矩图画在梁受拉的一侧。
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
8
第四章 梁的内力
q=2kN/m MC B
M C ( F ) 0
l ql 2 M C FB 4.5kN m 2 8
l/4 FSC
FSC
l/2
FB
图4.11
三、用直接法求剪力、弯矩 F=5kN
直接法:梁任一横
截面上的剪力在数 值上等于该截面一
(a)
q=2kN/m
F=5kN
A C l/4 FA l/4
F
A
B
x
例题:作悬臂梁的剪
x
l FS
x
力图和弯矩图。
解:建立坐标系,将坐 标原点取在梁的左端, 写出梁的剪力方程和弯 矩方程 :
FS图
F
FS (x) F
x
(0 x l) (0 x l)
M(x) Fx
M
M图
x 0时,M(0) 0 x l时, M(l) Fl
FRA
A
x
q
FRB
例题:作如图简支梁
的剪力图和弯矩图。
解:先求两个支反力
FRA FRB ql 2
B
l
FRA
A
q
M(x) FS (x)
建立坐标系,梁的剪力
x
方程和弯矩方程为:
ql FS (x) FRA qx qx (0 x l) 2 x qlx qx 2 M(x) FRA x qx (0 x l) 2 2 2
FRA
A
x
q
FRB
由弯矩方程得弯矩图为一 条二次抛物线。
B
l
x 0,
M 0
ql 2
x =l ,
解:1、求截面C的剪力和弯矩
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
14-梁的内力及梁的内力图
B FB CB段(x > a)时 M2(x) FS2(x) FB
AC段(x < a)时 M1(x) FA
x
FS1(x)
Fb (0 < x < a ) FS1 ( x ) = l
Fb M 1 (x ) = x (0 ≤ x ≤ a ) l
Fa (a < x < l ) FS2 ( x ) = − FB = − l Fa (l − x ) M 2 ( x ) = FB (l − x) = l (a ≤ x ≤ l )
M M 2 ( x ) = FB (l − x ) = − (l − x ) l
(0 ≤ x < a )
(a < x ≤ l )
第九章 梁的内力
(3)作剪力图和弯矩图 M a A C l FS图
bM l
b
B
M FS1 ( x ) = l M FS2 ( x ) = l
M M 1 (x ) = x l
FS1 = − F
M1 + F × a = 0
M 1 = − Fa
1 FS1 截面2—2 F C22 M2 FA 2 F
S2
∑F
y
=0
− FS2 + FA − F = 0
FS 2 = FA − F = 2 F
∑M
o2
=0
M2 + F ×a = 0
M 2 = − Fa
第九章 梁的内力
y F 1A2 1 2 FA a
工程力学
第九章 梁的内力
第九章 梁的内力
§9-1 弯曲变形
梁 ——以弯曲为主要变形的杆件。
第九章 梁的内力
最基本最常见的弯曲问题 ——对称弯曲
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。
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A
C
D
B
FA
FA
a
c
l
b
FB
FB
FAa
FB b
F
2 kN3 kN
kN
4
kN
3
Fa
2 . 25
kNm
kNm
4 kN m
6 kN
2 kN m
4 .5
1m
1m
2m
5 .5
4.5 kN 1.5
5.5
4
kNm
8 .5
7
总结
梁无论主次,如果是连续梁,那么中间支 座弯矩最大,跨中其次;如果是单跨梁那 么跨中最大。剪力通常都是靠近支座处最 大。
梁的内力图—剪力图和弯矩图
剪力方程和弯矩方程
由前面的知识可知:梁的剪力和弯矩是随截面位置变化 而变化的,如果将x轴建立在梁的轴线上,原点建立在梁 左端,x表示截面位置,则F和M就随x的变化而变化,F 和M就是x的函数,这个函数式就叫剪力方程和弯矩方程。
梁的剪力方程 梁的弯矩方程 F=F(x)
M=M(x)
在无荷载作用的梁段:剪力图为水平线,弯矩图为斜直线, 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 转向决定,逆上顺下。突变大小等于力偶矩的大小。 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。
1 8
ql
2
简支梁受集中荷载作用,如图示, 作此梁的剪力图和弯矩图。 1.求约束反 力
2、分段建立方 程 AC段:
CB段: F
3、依方程而作图
简支梁受集中力偶作用,如图示,试画梁的剪力图和 弯矩图。 解:1.求约束反力
2.列剪应力方程和弯矩方程 AC段: V
CB段:V
3、依方程而作图
荷载图、剪力图、弯矩图的规律 从左往右做图
v
v v v v
v
v
v
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
剪力图和弯矩图 以梁横截面沿梁轴线的位置为横坐标,以垂直 于梁轴线方向的剪力或弯矩为纵坐标,分别绘 制表示F(x)和M(x)的图线。这种图线分别称为 剪力图和弯矩图,简称F图和M图。绘图时一 般规定正号的剪力画在x轴的上侧,负号的剪 力画在x轴的下侧;正弯矩画在x轴下侧,负弯 矩画在x轴上侧,即把弯矩画在梁受拉的一侧。 下端受拉为正弯矩
剪力墙
剪力墙是竖向受力构件,所以在同一楼层 高度范围内,剪力都是差不多大的。至于 全楼哪个楼层的剪力最大那就要具体看建 筑物的高度、陈述和结构布置了。弯矩是 每层靠近上下楼板的处最大,全楼最大弯 矩应该在建筑物底部。
楼板
楼板的话,如果是连续板,那么中间支座 弯矩最大,跨中其次;如果是单跨板那么 跨中最大。楼板一般不考虑承受剪力。如 果板中受到集中荷载,在集中荷载附近可 能存在冲切剪力,需要验算。
画剪力图和弯矩图时,一定要将梁正确分段, 分段建立方程,依方程而作图
简支梁受均布荷载作用,如图示, 作此梁的剪力图和弯矩图。
解:1.求约束反力 由对称关系,可得:
2、建立内力方程
F s R A qx 1 2 ql qx
(0<x<l)
3、依方程作剪力图和弯矩图
Vmax=
1 2
ql
Mmax