哈工大2013结构力学课件结构力学I022结构静力分析篇刚架@@
结构力学——静定梁与静定刚架PPT学习教案
§3-2 多跨静定梁
例3-2 试作图a所示多跨静定梁。
解:AB为基本部分,在竖向荷载作用 下CF 为基本 部分, 层叠图如图b。
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§3-2 多跨静定梁
各段梁的 隔离体图 如图c。
先算附 属部分; 后算基 本部分; 弯矩图 如图d; 剪力图 如图e。
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例3-3 图a所示多跨静定梁,欲使梁上最大正 、负弯 矩的 绝对值相等,试确定铰B、E的位置。
MC 0 M A 20kN1m 20kN m
M D 20kN 2m 58kN1m 18kN m
M E 20kN 3m 58kN 2m 30kN1m 26kN m
M F 12kN 2m 16kN m 10kN m 18kN m
M
L G
12kN1m
16kN m
10kN m
6kN m
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§3-5 静定结构的特性
(1) 静力解答的唯一性
静定结构全部反力和内力可由平衡条件确定,且解答只有一种。
(2) 静定结构只有荷载作用引起内力
温度改变: 有变形,无反力和内力
支座位移: 有位移,无反力和内力
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§3-5 静定结构的特性
(3) 平衡力系的影响
平衡力系组成的荷载作用于静定结构的某一本身为几何不变 的部分上时,只有此部分受力,其余部分的反力和内力为0。
至为正,注明正负; 弯矩M1—绘在杆件受拉侧,没有正负; 剪力FS—规定正面上的剪力指向某一侧为正,
不注正负,将其绘在正面上的剪力 所
指向的一侧,标明杆轴的正方向。
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§3-6 静定空间刚架
以AB杆为例,取距A端为x的任意截面K以左部分为隔离体,如图b。
结构力学(I)结构静力分析篇(位移法)@@
EI
正对称
q q q
h
反对称
q
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q
q
q
对称结构在对称荷载作 用下内力、反力和变形皆对 称,故取半结构计算。由半 结构特点采用位移法较好。
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q
q
q
对称结构在反对称荷载 作用下内力、反力和变形皆 反对称,故取半结构计算。 而此半结构仍具有对称结构 特点。继续分解。
A 2EI
l
B
EI c
l
C
原始结构
C
A
Z1
B c
基本结构 基本体系
k R 0 1Z 11 1 C
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基本方程
33 / 65
4i
Z1 1
3i
8i
k 11
3i
8i
12 i l 12 i l
M1
1 2 i l
k i 1111
R 1C
3i l
c
3i l
MC
9i R1C c l
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3i
Z1 1
k 11
4i
3i
1 Z1 FPl 56i
2i
1 FPl 8 1 FPl 8
M1
4i k i 117
R1P
1 FPl 8
M Z M M 1 1 P
3 FPl 56 8 FPl 56 9 FPl 56
FP
MP
1 R 1P F Pl 8
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Z1 1
哈工大结构力学精品课件
结构力学张金生绪论§1 . 结构力学的内容和任务一.对象结构分为:杆系结构,板壳结构,实体结构三.内容 结构组成;内力,位移,临界力计算.二.任务 研究结构的刚度,强度,稳定性的 计算原理和计算方法结构:承受并传递荷载的骨架部分确定计算简图的原则: 1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容:1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)半铰结点铰结点刚结点确定计算简图的原则:1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)确定计算简图的原则:1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)4.体系的简化: 空间结构 平面结构确定计算简图的原则:1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)4.体系的简化: 空间结构 平面结构5.荷载的简化: 集中力、集中力偶、分布荷载§3 . 杆件结构的类型1.梁2.拱3.桁架4.刚架5.组合结构第一章杆件体系的几何组成分析(Geometric construction analysis)§1. 几何组成分析本章假定:所有杆件均为刚体§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系几何可变体系不能作为建筑结构结构必须是几何不变体系本章目的:判定一个体系是否能作为结构结构是如何构造的几何形状不能变化的平面物体几何不变体系的自由度一定等于零几何可变体系的自由度一定大于零§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系二. 刚片几何形状不能变化的平面物体三. 自由度确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置1. 链杆2. 单铰§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系 几何可变体系二. 刚片 几何形状不能变化的平面物体 三. 自由度 确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置1. 链杆 2. 单铰 3. 链杆与单铰的关系4. 虚铰3. 链杆与单铰的关系4. 虚铰§1. 几何组成分析2. 单铰 5. 复铰1. 链杆连接N 个刚片的复铰相当于N-1个单铰§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系 几何可变体系二. 刚片 几何形状不能变化的平面物体 三. 自由度 确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置五. 计算自由度0632=−×=W 02936=×−×=W 032333=−×−×=W§1. 几何组成分析五. 计算自由度0632=−×=W 08936=×−×=W 032333=−×−×=W 链杆数单铰数刚片数链杆数结点数−×−×=−×=232W W 计算自由度大于零一定可变;若等于零则一定不变吗§1. 几何组成分析五. 计算自由度链杆数单铰数刚片数链杆数结点数−×−×=−×=232W W 计算自由度大于零一定可变;若等于零则一定不变吗六. 多余约束 必要约束计算自由度小于零一定不变吗计算自由度小于零一定有多余约束§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系二. 刚片三. 自由度四. 约束(联系) 链杆单铰复铰虚铰实铰五. 计算自由度六. 多余约束必要约束P N=构成无多余约束的几何不变体系构成无多余约束的几何不变体系.§1. 几何组成分析§1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则一. 三刚片规则二元体:在一个体系上用两个不共线的链杆连接一个新结点的装置.二. 两刚片规则在一个体系上加减二元体不影响原体系的机动性质.三. 二元体规则§1. 几何组成分析§1-1 基本概念§1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则§1-3 几何组成分析举例例1: 对图示体系作几何组成分析解: 三刚片三铰相连,三铰不共线,所以该体系为无多余约束的几何不变体系.§1. 几何组成分析§1-3 几何组成分析举例例2: 对图示体系作几何组成分析解:该体系为无多余约束的几何不变体系.方法1: 若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分例3: 对图示体系作几何组成分析解: 该体系为无多余约束的几何不变体系.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.例4: 对图示体系作几何组成分析解: 该体系为瞬变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.例5:对图示体系作几何组成分析解: 该体系为常变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法4: 去掉二元体.例6:对图示体系作几何组成分析解: 该体系为无多余约束几何不变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.例7: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.解: 该体系为有一个多余约束几何不变体系.练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.方法1: 若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.几何组成思考题§几何组成分析的假定和目的是什麽?§何谓自由度?系统自由度与几何可变性有何联系?§不变体系有多余联系时,使其变成无多余联系几何不变体系是否唯一?§瞬变体系有何特点?可变体系时如何区分瞬变还是常变?§瞬铰和实际铰有何异同?§无多余联系几何不变体系组成规则各有什麽限制条件?不满足条件时可变性如何?§按组成规则建立结构有哪些组装格式?组装格式和受力分析有无联系?§如何确定计算自由度?§对体系进行组成分析的步骤如何?几何组成作业题§1-1 b c§1-2 a d g h i j k l §交作业时间:本周 5§1. 几何组成分析作业:1-1 (1-1 (b)b)试计算图示体系的计算自由度 解:由结果不能判定其是否能作为结构1321138−=−×−×=W 110222531−=−×−×+×=W 或:§1. 几何组成分析作业:1-1 (c)试计算图示体系的计算自由度解:由结果可判定其不能作为结构131216=−×=W 13240328=−×−×=W 或:§1. 几何组成分析作业:1-2 (a)试分析图示体系的几何组成从上到下依次去掉二元体或从基础开始依次加二元体.几何不变无多余约束§1. 几何组成分析作业:1-2 (d)试分析图示体系的几何组成依次去掉二元体.几何常变体系§1. 几何组成分析作业:1-2 (f)试分析图示体系的几何组成有一个多余约束的几何不变体系§1. 几何组成分析作业:1-2 (h)( i)试分析图示体系的几何组成瞬变体系几何不变无多余约束作业:试分析图示体系的几何组成有一个无穷远铰:四杆不平行不变平行且各自等长常变平行不等长瞬变§1. 几何组成分析作业:1-2 (j)试分析图示体系的几何组成瞬变体系§1. 几何组成分析L)试分析图示体系的几何组成1-2 (L)作业:1-2 (几何不变无多余约束§1. 几何组成分析例:试分析图示体系的几何组成瞬变体系§1. 几何组成分析练习:试分析图示体系的几何组成几何不变无多余约束一个单刚结点相当于三个约束.单刚结点与其它约束的关系:复刚结点:刚片复刚结点相当于练习:试分析图示体系的几何组成无多余约束几何不变体系有两个多余约束的几何不变体系练习:试分析图示体系的几何组成无多余约束几何不变体系无多余约束的几何不变体系。
结构力学-刚架PPT
∑MD = 0 M BD = 160kN ⋅ m
80 20
A 2m
2m
160
40
M图 图
NBA
D
B
160
160
MBA
B 20kN/m
QBA
20 4m 60
40
40
A M图 (kN·m) 图 )
80
A
20
80
Q图(kN) 图
B
160
160
D
40
B 0
20
NBD
40
A
NBA
M 图 (kN·m) )
20 60 20
0.6qa
2qa G E
2qa 2 qa qa
2
qa 2
X
a
1.5qa 2
0.9qa 2
A
B
qa
M = qa 2
1.5a
0.6qa
C M
F
1.5a
作刚架Q 作刚架Q、N图的另一种方法
首先作出M图;然后取杆件为分离体,建立矩平衡方程,由杆端弯矩求杆 端剪力;最后取结点为隔离体,利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。
0 NCA ∑X=0,NCB = 0 ∑Y=0,NCA=qa/2
q=4kN/m
1.5m
↓↓↓↓↓↓
1.79
+
3.58
+
6 D
α
C 4.5 E
6
3m
- -
M图(kN.m) A
2kN 3kN
Q图(kN)7.16
+
B
2kN
2
2
4kN/m ND 3m 3m C ↓↓↓↓↓↓↓ 9kN CNEC α 1.79 7.16 3.58 C α ααQCE Q CD 6D sin α = 1 cosα = 2 l DC = l EC = 3.35m E 5 5 1.79 Q EC NC 3.13Q 2 2 0.45 9 DC E - 3 3.13 ∑M CE + ∑ X = (C=6+3 .×)4×1.5+3.35QEC=0 = 0 N 3 13 cosα − (3.58 +1.79) sinα QEC=2-7.16kN + 7.16× 1 2 - CE X −0N DC cos 1.79sinα + 2 = 0 = 0 = =+45 EC NX = =6-kN×α +×1.5+3.35Q 5=0 .N3 ∑E ∑M ∑MD=6-QkN405 ) sinα + (1.79CE3.58) cosα 5.82 ∑−5 .1313+ ×3.35=0 − = 3 3. 校核 N DC= Y−=.(82kN .45 QCE= 3.58kN CD N EC=1.79(kN)=Q - QCD - 3 DC 3.58 2 9 N图(kN) = −1.79× = 0
结构力学(I)-结构静力分析篇-
正确区分基本结构和附属结构
熟练掌握单跨静定梁的绘制方法
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10
第三章 静定结构受力分析
例题1
40kN/m 8m
120kN
K 2m 3m 3m
120kN
40kN/m
60kN
60kN
145kN
235kN
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11
第三章 静定结构受力分析
M图(kN·m)
120
180 263
简支型
悬臂型
三铰型
由简单刚架可组成复杂的多层多跨的复合静定刚架 Nhomakorabea
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18
第三章 静定结构受力分析
刚架的受力特点
从变形角度看,刚结各杆不发生相对转动 从受力角度看,刚结点承受和传递弯矩,因而弯
矩是它的主要内力
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19
第三章 静定结构受力分析
刚架的反力计算
静定刚架计算原则上与计算静定梁相同。当刚 架与基础按两刚片规则连接时,支座只有三个 约束,易求; 当刚架与基础按三刚片规则连接时,支座将有 四个约束,除考虑整体平衡外,尚须取局部建 立一个补充方程; 当刚架按主从方式组成时,应循先附属部分, 后基本部分的计算顺序。
AD 跨最大正弯距: MAD18ql x2
B 处最大负弯距: M BD q(l2 x)x1 2qx 2
BC 跨最大正弯距: Mmax 1 8qlx2
由以上三处的弯矩整理得:
q(lx)x1q2x1qlx2
2 28
x0.17l 2 M 负 ma x 0.0 q28 lM 6正 max
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7
结构力学课件-静定平面刚架的内力分析
C
➢ 第二个下标表示该截面所属杆件的另一端(即远端)。M AC、FSAC、FNAC
D
A
M AB、FSAB、FNAB
3、杆端内力的计算:截面法
B
务必要熟练运用截面法三个结论!!!
例3:求图示刚架中各杆端内力 解:①求支座反力
10kN/m
C
D
20kN
E
B
FBy =10kN
10kN/m 6m
A FAx=60kN
➢ 静力特征——刚结点能传递弯矩、剪力和轴力。
刚架的变形特征
F
C'
C
A
D
D'
B
刚结点处,各杆端不能产生 相对移动和转动,导致变形 前后各杆所夹角度不变
q
q
刚结点的受力特征
刚结点能够承受和传递弯矩,
使结构中内力分布相对比较均
l
l
匀、合理,减小弯矩的峰值,
节省材料
ql 2
8
ql 2 8
M图
M图
二、刚架的类型 刚架包括:静定刚架+超静定刚架,其中又分别有单跨、多跨及单层、
截面法 杆端内力 微分关系或叠加法 杆件内力 拼刚架内力
10kN/m
C
D
20kN
E
B
FBy =10kN
10kN/m 6m
A FAx=60kN
6m
3m 3m
FAy =70kN
45 180 180 30 45
M 图 ( kN .m )
例1:作图示刚架的内力图。
解:①求支座反力(如前)
②作M图:先采用截面法求杆端M值,再利用 内力图与荷载的微分关系或区段叠加法作各杆 M图
静定平面刚架
结构力学(I)-结构静力分析篇
受力明确
静定结构的内力分布和支座反力 可唯一确定,与结构刚度无关。
各类静定结构的受力性能比较
01
02
03
04
梁式结构
主要承受弯矩和剪力,适用于 较小跨度的桥梁、房屋等建筑 。
拱式结构
在竖向荷载作用下会产生水平 推力,适用于承受较大荷载的 大跨度建筑。
刚架结构
由梁和柱刚性连接而成,整体 刚度大,适用于工业厂房、仓 库等建筑。
间接荷载作用下的影响线
01
间接荷载定义
指通过其他构件传递到目标构件上的荷载,如楼面活荷载、风荷载等。
02
作图方法
首先确定间接荷载的作用位置和大小,然后根据结构静力学原理求解出
目标构件上的内力或位移表达式,最后在坐标系中绘制出影响线图形。
03
注意事项
在考虑间接荷载作用时,需要充分了解荷载的传递路径和分配方式,以
用静力法作单跨静定梁的影响线
静力法基本原理
利用结构静力学原理,通过平衡方程求解出结构上某一点在移动荷 载作用下的内力或位移表达式。
作图步骤
首先确定荷载作用位置和大小,然后根据平衡方程求解出内力或位 移表达式,最后在坐标系中绘制出影响线图形。
注意事项
在作图过程中,需要保证荷载作用位置和大小的准确性,同时要注意 内力或位移表达式的正确性和完整性。
三铰拱
拱的受力特点
三铰拱是一种具有水平推 力的结构,其内力分布与 荷载类型、矢高和跨度有 关。
内力计算
采用截面法求解三铰拱的 弯矩、剪力和轴力,注意 水平推力的影响。
稳定性分析
三铰拱在受到荷载作用时, 需考虑其稳定性问题,如 失稳形态和临界荷载等。
静定平面桁架
桁架的受力特点
结构力学静定结构受力分析PPT课件
4kN·m
4kN
8kN·m
2kN/m
3m
3m
(1)集中荷载作用下
3m
3m
(1)悬臂段分布荷载作用下
2kN·m
4kN·m
6kN·m
(2)集中力偶作用下
4kN·m
2kN·m
(3)叠加得弯矩图
4kN·m
(2)跨中集中力偶作用下
4kN·m
4kN·m
(3)叠加得弯矩图
6kN·m
4kN·m
4kN·m
第9页/共97页 2kN·m
反力求出后,进行附属部分的内力分析、画内力图,然后将支座 C 的反力反
向加在基本部分AC 的C 端作为荷载,再进行基本部分的内力分析和画内力图,
将两部分的弯矩图和剪力图分别相第连12即页得/共整97个页梁的弯矩图和剪力图 。
分析下列多跨连续梁结构几何构造关系,并确定内力计算顺序。
F
q
AB
CD
F
AB
例:利用叠加法求作图示梁结构的内力图。
[分析] 该梁为简支梁,弯矩控制截 面为:C、D、F、G 叠加法求作弯矩图的关键是 计算控制截面位置的弯矩值
解: (1)先计算支座反力
(2)求控制截面弯矩值
A
FP=8kN
q=4 kN/m
CD E
m=16kN.m B
FG
1m 1m 2m 2m 1m 1m
RA 17kN
m
ql
l
2
m 2
l
ql 2
Fpl 4
1、集中荷载作用点 M图有一尖角,荷载向 下尖角亦向下; FQ 图有一突变,荷载 向下突变亦向下。
m 2
2、集中力矩作用点 M图有一突变,力矩 为顺时针向下突变; FQ 图没有变化。
结构力学(I)-02-4 结构静力分析篇(桁架)@@
第二章 静定结构受力分析
FP
组成分析法 2 —— 三刚片
FP 三刚片 FP 单 杆
F m m
x
0 B 0
A
FN1 FN2 FN3
哈工大 土木工程学院
0
31 / 53
哈工大 土木工程学院
32 / 53
第二章 静定结构受力分析
利用结构对称性 对称静定结构:几何形状对称 支座约束对称
FP FP
FN
XN
l
FN
y
FN X Y N N l x y
x
通常采用的计算方法是结点法、截面法或结点法 与截面法的联合应用。
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9 / 53
• 一般来说结点法适合计算简单桁架。
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10 / 53
第二章 静定结构受力分析
例题
FBx=120kN
A
第二章 静定结构受力分析
哈工大 土木工程学院
35 / 53
FP
1 2 4
FP
FP
FP
FP
2h
36 / 53
6a
哈工大 土木工程学院
6
2010-2-26
第二章 静定结构受力分析
FP FP
3
第二章 静定结构受力分析
FP FP
3
FP
1 2 4
FP
FP
FP
FP
2h
FP1 2 4源自FPFPFP
FP
2h
A FAy FP FP FP FN3 C
结点法的不足
容易产生错误继承,发现有误,反工量大。 如只须求少数几根杆件内力,结点法显得过繁。 结点法具有局限性,尤其对联合桁架和复杂桁架必须通 过解繁琐的联立方程才能计算内力。
结构力学 4静定结构受力分析-刚架
P
Ph Ph a
P
h Ph a
集中力偶作用处无变化发生突变两直线平行集中力偶作用点弯矩无定义荷载不符注意这个铰该处支座反力沿着杆件轴线方向不产生弯矩铰上无弯矩集中力偶处弯矩有突变弯矩图正误判断作用在结点上的各杆端弯矩及结点集中力偶不满足平衡条件
静定结构受力分析
几何特性: 无多余联系的几何不变体系 几何特性: 静力特征: 仅由静力平衡条件可求全部反力、内力。 静力特征: 求解一般原则: 求解一般原则:从几何组成入手,按组成的相反 顺序进行逐步分析即可 本章内容: 静定梁;静定刚架 静定刚架; 三铰拱;静定 本章内容: 静定刚架 桁架;静定组合结构;静定结构总论 学习中应注意的问题:多思考,勤动手。本章是 学习中应注意的问题: 后面学习的基础,十分重要, 要熟练掌握!
几点说明 刚架内力仍然可以利用q、Q、M微分关系。 微分关系。 内力符号规定: 内力符号规定: N —— 拉力为正 Q —— 使杆段顺时针转动为正 M —— 绘在受拉一边 内力记号: 内力记号: NAB ——AB杆A端的轴力。 端的轴力。 杆 端的轴力 QAB——AB杆A端的剪力。 端的剪力。 杆 端的剪力 MAB ——AB杆A端的弯矩。 端的弯矩。 杆 端的弯矩
Q=0区段M图 平行于轴线
Q=0处
M
集中力作用 力无
集中力偶作用点 无
判断下列结构弯矩图形状是否正确,错的请改正。 判断下列结构弯矩图形状是否正确,错的请改正。
P D ↓↓↓↓↓↓↓↓ P D q ↓↓↓↓↓↓↓↓
×
B
C
×
E (a)
弯矩 图与 荷载 不符
B
C
q
A
A (b)
E
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
×
《结构力学静力学》课件
广泛应用于建筑、机械、航空航 天、车辆工程等领域,用于分析 结构的承载能力和稳定性。
结构力学静力学的重要性
工程安全
科学研究
静力学分析是确保工程结构安全性的 基础,通过分析结构在静力载荷作用 下的响应,可以评估结构的稳定性和 安全性。
静力学研究有助于深入了解材料的力 学性质和结构的变形规律,为科学研 究和新技术开发提供理论支持。
力的传递性原理
要点一
总结词
力的传递性原理是指当一个物体受到外力作用时,这个外 力会在物体内部传递,使得物体各部分之间产生相互作用 力。
要点二
详细描述
力的传递性原理是静力学中的一个重要原理,它说明了物 体在受到外力作用时,这个外力会在物体内部传递,使得 物体各部分之间产生相互作用力。这个原理可以用于解释 各种实际现象,如桥梁的弯曲、建筑物的振动等。在结构 力学中,力的传递性原理是分析结构内力和变形的基础之 一。
力矩的概念
总结词
力矩的三要素
详细描述
力矩是描述力对物体转动效应的物理量,由力的大小、力臂(即力的作用点到转动中心的距离)和旋 转方向共同决定。在结构力学中,力矩平衡条件是分析结构稳定性和平衡状态的重要依据。
力的平衡概念
总结词
平衡状态的判定条件
详细描述
在静力学中,物体处于平衡状态是指物体静止或做匀速直线运动。平衡状态的条件是作 用于物体的合力为零,即所有力的矢量和为零。这一条件是分析结构内力和变形的出发
优化设计
静力学分析有助于优化结构设计,通 过分析不同设计方案的结构性能,可 以选出最优方案,降低成本并提高结 构效率。
结构力学静力学的历史与发展
历史
结构力学静力学作为一门学科,起源于古代的建筑实践和工程经验。随着科学 技术的发展,尤其是计算机技术和实验方法的进步,结构力学静力学得到了迅 速发展。
04结构力学1-静定刚架公开课教案课件
点上无外力偶作用,则两杆端
弯矩必大小相等,且同侧受拉。
例3、试作图示刚架的弯矩图
附属部分
基本部分
弯矩图如何?
例3、试作图示刚架的弯矩图
36 36
9
12 42
30
30 30
弯矩图如何?
§2-2 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
§2-2 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
静定刚架的内力图绘制方法:
一般先求反力,然后求控 制弯矩,用区段叠加法逐杆 绘制,原则上与静定梁相同。
1.单体刚架的支座反力(约束力)计算
方法:切断两个刚片之间的约束,取一个刚片为隔离体,假 定约束力的方向,由隔离体的平衡建立三个平衡方程.
练习: 作图示结构弯矩图
q
q ql / 2 l
ql
l q
ql l / 2 l/2
l
l
q
l
l
作业
3-14
练习: 作图示结构弯矩图
FP
l
l
FP
l l
练习: 作图示结构弯矩图
q
5ql / 4
ql
q
l ql
l/2
l/2 l
5ql / 4 ql
l
l
l
5ql2 / 4
ql2
3ql2 / 2
5ql2 / 4
FP
FP
FPl
FP
FP FP
FP
FPl
FP
FP
§2-2 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
哈工大结构力学(I)--结构静力分析篇(刚架)@@
FP C
FCy
FP C
FCx
A
B
A
FNAB
两刚片型结构(1)
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第二章 静定结构受力分析
例:计算刚架的支座反力
• 负C号说明假设方向
与实际方向相反B;
q
•q
用对B点取矩校核满 足;
l
• 避免A解联立方程;
FAx
FAy
• 避免错误l 继承; • 熟练后提倡心算
∑X = 0 ∑mA = 0 ∑Y = 0
第二章 静定结构受力分析
练习: 试找出图示结构弯矩图的错误
C
B
B
C
A
M
M
A
D
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40 / 57
第二章 静定结构受力分析
FP
FP 练习绘制内力图
q
M
M
q
FP
MM
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41 / 57
第二章 静定结构受力分析
4、刚架剪力图和轴力图的绘制
弯矩图
取杆件作隔离体
剪力图 取结点作隔离体
FCx
MC 0
f2 (FAx , FAy ) 0 FAx , FAy
FAx
A FAy
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B FBy
14 / 57
第二章 静定结构受力分析
FP
C
FP C FCy FCx
A
B
双截面法(2)
MA 0 g1(FCx , FCy ) 0 MB 0 g2 (FCx , FCy ) 0
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第二章 静定结构受力分析
练习:由弯矩图绘制结构剪力图和轴力图
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A
B
C
l
l/2
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24
第二章 静定结构受力分析
l l/2
D
E
G F
q
A
B
C
l
l/2
FFx= ql/2
FFy= FCy = ql/4
FFx FFy
q
FCy
FFx
FAx= ql/2 FAy= ql/4
FBy= ql/2
FAx FAy
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FFy FBy
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第二章 静定结构受力分析
FAx
A FAy
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B FBy
14
第二章 静定结构受力分析
FP
C
FP C FCy FCx
A
B
FAx
A FAy
双截面法(2)
MA0 g1(FCx,FCy)0
FCx C
以双截面
MB0 g2(FCx,FCy)0 同时切到
FCy
FCx ,FCy
的约束作 为首攻目
FBx
标
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FP
l/2
M
A
D
l
A
FP FP/2
D
FP/2
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第二章 静定结构受力分析
练习:绘制结构弯矩图
B
C
FP
q
B
C
ql
A
D
l
A
D
l
l/2 l/2
l/2 l/2
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第二章 静定结构受力分析
练习:绘制结构弯矩图
M/2
C
A
B
D
FP E
l l
M
A
l/2 l/2
C
B
l
l
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第二章 静定结构受力分析
民用建筑工程中常见的框架结构
工业建筑工程中常见的排架结构
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第二章 静定结构受力分析
刚架的构成
刚架是由梁和柱以刚性结点相连组成 的杆系结构,其优点是将梁柱形成一 个整体性好,具有较大的刚度,内力 分布也比较均匀,便于形成大空间的 结构。
10
第二章 静定结构受力分析
例:计算刚架的支座反力
D C
q A
l/2
l/2
可提前判断 反力方向
B
C
D
B
FCy
FBy
q
l
A
E
FAx F
∑X = 0 ∑mE = 0 ∑mF = 0
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FAx= ql FBy= ql/2 FCy= ql/2
11
第二章 静定结构受力分析
练习: 求图示刚架的支座反力
和结点的隔离体图,有时可以直接利用力学基本概念
快捷地进行分析。
ql/2
E
F
注:
• 本体系是基附型 结构;
q A
G
B
C
l
• 分析由自由端开
q
始,利用刚结点
D
传递弯矩的特点;
l l/2 l/2 l
• G点弯矩由GF段 微分关系求得。
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第二章 静定结构受力分析
练习: 试找出图示结构弯矩图的错误
FPl/2 B A
FPl/2 C
FP
M
D
l
ql2 B A
q
ql2/2
C
ql
M
D
l
l/2 l/2
l/2 l/2
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第二章 静定结构受力分析
练习:由弯矩图绘制结构剪力图和轴力图
3M/4
MC
M/4
B
M/2
A MM
l/2 l/2
l l
A
FPl D
FP E
FPl B
l
M
C
l
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思考题:图示体系支反力和约束力的计算途径是怎样的?
FP F
FP
C
l
D
B
FP
l
FPl
FP
A
l
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第二章 静定结构受力分析
练习: 求图示体系约束力. M M
l
l
l
M
l
l
l
l
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第二章 静定结构受力分析
2、刚架指定截面内力计算
与梁的指定截面内力计算方法相同(截面法).
求CB杆截面C内力
20 kN
6 kN/m 4m 6 kN/m
20 kN C
A 3m 3m
18
B
MCB=48 kN·m
24
FNCB=0
2 MCB
20 kNFQCB=2 kN
FNCB
FQCB
18
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第二章 静定结构受力分析
注意未知内力正负号的规定(未知力先假定为正) 注意结点处有不同截面(强调杆端内力)
C
B
B
C
A
M
M
A
D
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第二章 静定结构受力分析
练习: 试找出图示结构弯矩图的错误
C
C
BD
A
A
BB
C
M
A
M
D
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第二章 静定结构受力分析
练习: 试找出图示结构弯矩图的错误
C
B
B
C
A
M
M
A
D
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第二章 静定结构受力分析
FP
F P 练习绘制内力图
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第二章 静定结构受力分析
1、看成简支刚架
O
8FP
D
F
E
MO0
X0 Y0
H G
FRA 8 5FP FRC 8 2FP FRB 16FP
2a
A
FRA
a
B
2a 2a
C
2a
FRC
FRB
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第二章 静定结构受力分析
1、看成三铰刚架
MO0 f1(FAx,FAy)0
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第二章 静定结构受力分析
练习:由弯矩图绘制结构剪力图和轴力图
ll
C
FP
DFPl
E FPl
B
FPl
A
2l
2l
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第二章 静定结构受力分析
练习:由弯矩图绘制结构剪力图和轴力图
C ql ql2
D 3ql2E/2
5ql2/4 q
B
l
l
16qa2 C
4q
24qa2
18qa2
D
6qa2
FPl/2 M
B
C
FPl/2 A FQAB
FP
FP
D
FQCD
C
FPl/2
FQCD=FP
A
FP
FQ
D
FP
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第二章 静定结构受力分析
由剪力图通过选取连接两杆的结点绘制轴力图
B
C
B
FNBC
FP
FP
D
FQBA
A
FP
FP B
FQ
C
FP
D
FNBA
FNBC=-FNBC=-FP
FNBA= 0
O ME0 f2(FAx,FAy)0
8FP
D
F
H
E
G
FAx A
a
FAx
B
2a
C
2a
2a
FRB
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FAx8kN FAy 16kN
2a
FRC
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第二章 静定结构受力分析
基附型结构:当刚架按主从方式组成时,应循先附 属部分,后基本部分的计算顺序。
例: 求图示刚架的约束力
D
E
l l/2
G F
FP C
FCy
FP C
FCx
A
B
A
FNAB
两刚片型结构(1)
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第二章 静定结构受力分析
例:计算刚架的支座反力
• 负C号说明假设方向
与实际方向相反B;
q
•q
用对B点取矩校核满 足;
l
• 避免A解联立方程;
FAx
FAy
• 避免错误l 继承; • 熟练后提倡心算
∑X = 0 ∑mA = 0 ∑Y = 0
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第二章 静定结构受力分析
练习: 求图示三铰刚架的支座反力和约束力
O1
E
FP
FP
C
C
l/2
A
FAx
l/2
FAy
B
l/2
FRB
l/2
O2
A
F
l
D
l
B
l
l
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第二章 静定结构受力分析
例: 求图示刚架的约束力
8FP
D
F
E
G
H
2a
A
B
C
a 2a 2a
2a
1、看成简支刚架 2、看成三铰刚架