结构力学3.2多跨静定梁.
李廉锟《结构力学》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第3章 静定梁与静定刚架【圣才出品】
第3章 静定梁与静定刚架
3.1 复习笔记【知识框架】
【重点难点归纳】
一、单跨静定梁 ★★★★
1.内力
表3-1-1 内力的基本概念
图3-1-1
图3-1-22.内力与外力间的微分关系及积分关系(1)由平衡条件导出的微分关系式
计算简图如图3-1-3所示,微分关系式为
(Ⅰ)
d d d d d d s
s N
F q x
x M F
x F p x
x ⎧=⎪⎪⎪=
⎨⎪⎪=-⎪⎩-()()
图3-1-3
(2)荷载与内力之间的积分关系
如图3-1-4
所示,结合式(Ⅰ)可得梁的内力积分公式,积分公式及其几何意义见表3-1-2。
图3-1-4
表3-1-2 内力的积分公式及几何意义
3.叠加法作弯矩图
表3-1-3 常用叠加法及其作图步骤
图3-1-5
图3-1-6
二、多跨静定梁 ★★★★
多跨静定梁是由构造单元(如简支梁、悬臂梁)多次搭接而成的几何不变体系,其计算简图见图3-1-7,几何构造、计算原则、传力关系见表3-1-4。
同济大学结构力学第三章-2(多跨梁)
§3-2 多跨静定梁
(multi-span statically determinate beam)
附属部分--依赖 附属部分--依赖基本 依赖基本 部分的存在才维持几 何不变的部分。 何不变的部分。
组成 多跨 静定 梁的 部件
组 成 例 子
F1
F2
F2
F1
分析顺序:先附属部分,后基本部分。 分析顺序:先附属部分,后基本部分。 荷载仅在基本部分上,只基本部分受力, 荷载仅在基本部分上,只基本部分受力,附属 部分不受力; 部分不受力; 荷载在附属部分上,除附属部分受力外, 荷载在附属部分上,除附属部分受力外,基本 部分也受力。 部分也受力。
例
叠层关系图
先附属,后基本,区段叠加 先附属,后基本,
18 10 10 5 12
例
18
9 +
12 4 5 其他段仿 此计算 5 2.5 FN 图(kN) ) 9.5
9 q,各跨长度均为 , l。欲使梁上最大正、负弯矩的绝对值相等,试确 。欲使梁上最大正、负弯矩的绝对值相等, 定铰 B、E 的位置。 、 的位置。
由MC=AB跨中弯 跨中弯 矩可求得x 矩可求得
多跨 简支梁
作图示多跨静定梁的内力图,并求出各支座的反力。 例:作图示多跨静定梁的内力图,并求出各支座的反力。
1m
4m
4m
4m
1m
作图示多跨静定梁的内力图。 作图示多跨静定梁的内力图。
如何 求支座 B反力 反力? 反力
基本部分--不依赖其它 基本部分--不依赖其它 多跨静定梁实例 部分而能独立 部分而能独立地维持其 独立地维持其 几何不变性的部分。 几何不变性的部分。
§3-2多跨静定梁
一、定义及常用形式
多跨静定梁:由若干根梁用铰连接而成、用来跨越几个相连跨度的静定梁。
无铰跨和两铰跨交替 出现
除第一跨外,其余各 跨皆有一铰
前两种方式组合
二、几何构造特点及受力特点
主梁或基本部分 1、几何组成 次梁或附属部分 不依赖其它部分的存在,本身就 能独立地承受荷载并能维持平衡 的部分 需要依赖其它部分的支承才可以 承受荷载并保持平衡的部分
F -0.25 -0.25
0.5 0.5 -0.25 -0.25
Step3:绘制内力图。
FPa
D A B C
0.25 Pa F
E F
0.5FP
A B C D E F
0.5FPa
0.25FP
FP
M图
FQ图
【例3.3 】
试求铰D的位置,使负弯矩峰值与正弯矩峰值相等
q
A
q
B C A D B
q
C
l−x
D
x
例:作内力图
1、几何组成分析: 2、分层法:将附 属部分的支座反力 反向指其基本部分, 就是加于基本部分 的荷载; 3、内力使梁正负最大弯矩的绝对值相等,试确定铰B、E的位置。 欲使梁正负最大弯矩的绝对值相等,试确定铰B 的位置。
1、几何组成分析: 2、内力分析:分 层法:将附属部分 的支座反力反向指 其基本部分,就是 加于基本部分的荷 载; 3、内力图:各单跨梁的 内力图连在一起
FRB
FRC
q (l − x) 2 q (l − x) x qx 2 M 跨中 = ,M B = + 8 2 2
得:
M 跨中 = M B
⇒
q (l − x) 2 q (l − x) x qx 2 = + 8 2 2
郑州大学远程 结构力学 练习及答案 本科 闭卷
3.2对图示体系进行几何组成分析。
3.1(a)依次去掉二元体A,B,C,D剩下右图所示的并排简支梁,故原体系为无多余约束的几何不变体系。
3.1(b)先去除基础,刚片Ⅰ有两个多余约束,刚片Ⅱ有四个多余约束,ⅠⅡ用一个铰一根链杆,故原体系为有6个多余约束的几何不变系。
2.9桁架计算的结点法所选分离体包含几个结点(A)
A单个B最少两个C最多两个D任意个
2.10桁架计算的截面法所选分离体包含几个结点(B)
A单个B最少两个C最多两个D任意个
2.11图示结构有多少根零杆(C)
A5根B6根C7根D8根
2.12图示结构有多少根零杆(D)
A5根B6根C7根D8根
2.13图示结构有多少根零杆(A)
C有两个自由度D可减少一个自由度
2.9图示体系是(D)
A瞬变体系B有一个自由度和一个多余约束的可变体系
C无多余约束的几何不变体系D有两个多余约束的几何不变体系
2.10图示体系是(B)
A瞬变体系B有一个自由度和一个多余约束的可变体系
C无多余约束的几何不变体系D有两个多余约束的几何不变体系
2.11下列那个体系中的1点不是二元体(C)
A静定结构B超静定结构C常变体系D瞬变体系
2.6图示体系属于(C)
A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系
C有多余约束的几何可变体系D瞬变体系
2.7不能作为建筑结构使用的是(D)
A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系
C几何不变体系D几何可变体系
2.8一根链杆(D)
A可减少两个自由度B有一个自由度
3.2试绘制下列刚架的内力图。
3.3试绘制下列刚架的弯矩图。
结构力学第三章习题参考解答
FAy 6 FAx 2 0
1 ql 2A
1 ql 4
取整体:M A 0
Fy 0
取AC: MC 0
取整体: Fx 0
l
l
0.45ql
FBy
1 2l
ql 3l 2
3 ql 4
FAy
ql
3 4
ql
1 4
ql
FAx
2 ql 2 l4
1 ql 2
FBx
1 ql 2
l 2
1 ql B2 3 ql 4
取左段
FNK
ql cos
3l 4
1 q 3 l 2 2 4
9 ql 2 32
D
C
q
3 ql
4
A
1 ql
l
4
1 ql
4
1 ql 4
3 ql
4
FQ KN
1 ql 2
E
4
1 ql 2 4
9 ql2 32
1 ql
B
4
ql 2 8
M KNm
l
1 ql
4
1 ql
4
1 ql
4
FN KN
1 ql2 4
1 ql 4
3-12解:
q C
q
3 ql
4
A
l
1 ql
B
4
Fy 0
FAy
1 ql 4
1 ql 4
l
l
1 ql
4
取BC:
MC 0
FBx
1 4
ql
取整体:
Fx 0
FAx
ql
1 ql 4
3 ql 4
AD段的最大弯矩 M x 3 qlx 1 qx2 dM 3 ql qx 0
结构力学二三四章总结
第二章静定梁与静定刚架§2-1 单跨静定梁一、概述1、单跨静定梁的结构形式:水平梁、斜梁及曲梁简支梁、悬臂梁及伸臂梁。
2、3个内力分量的规定:图示(注:1、附加增量;2、成对出现:作用力与反作用力;3、正负号统一)轴力N(截面上应力沿杆轴切线方向的合力):拉力+,压力-剪力Q(截面上应力沿杆轴法线方向的合力):以绕截面邻近小段隔离体顺时针旋转为+,反之为-弯矩M(截面上应力对截面形心的力矩):弯矩使杆件下部受拉时为正,上侧受拉时为负3、截面法、分离体、平衡方程:求指定截面的内力的基本方法。
图示将指定截面假想截开,切开后截面的内力暴露为外力,取任一局部作为隔离体,作隔离体受力图(荷载、反力、内力组成平面一般力系或平面汇交力系),由隔离体的平衡条件可以确定所求截面的三个内力。
平面一般力系平衡方程的三种形式。
注意:平衡方程的正负和内力的正负是完全不同性质的两套符号系统。
受力平衡条件:平面一般力系,平衡方程不同形式(正负号:同方向同符号)轴力=截面一边的所有外力沿杆轴切线方向的投影代数和;剪力=截面一边的所有外力沿杆轴法线方向的投影代数和;弯矩=截面一边的所有外力对截面形心的力矩代数和。
画隔离体受力图时,注意:(1)隔离体与其周围约束要全部截断,而以相应的约束力代替;(2)约束力要符合约束的性质。
截断链杆以轴力代替,截断受弯构件时以轴力、剪力及弯矩代替,去掉支座时要以相应的支座反力代替。
(3)隔离体是应用平衡条件进行分析的对象。
在受力图中只画隔离体本身所受到的力,不画隔离体施给周围的力;(4)不要遗漏力。
包括荷载及截断约束处的约束力;(5)未知力一般假设为正号方向,已知力按实际方向画。
(6)“三清”:截面左右分清、外力清楚、正负号清楚4、内力图:图示1)定义:表示结构上各截面的内力随横截面位置变化规律的图形。
内力方程式:内力与x(表示横截面位置的变量)之间的函数表达式。
2)几点注意(1)弯矩图画在受拉边、不标明正负,轴力图剪力图画在任一边,标明正负。
结构力学234章习题答案
(d)
4kN·m 2kN
C
D
E 2kN
A
B
6m
1kN/m 4m
4m
(e)
C
A
B
D
4m
4m
(f) 4kN
C
2kN/m
B
A
3m 2m
4m
3-4 试找出下列各弯矩图形的错误之处,并加以改正。 (a) (b) (c)
(d)
(e) (f)
3-5 试按图示梁的 BC 跨跨中截面的弯矩与截面 B 和 C 的弯矩绝对值都相等的条件,确定 E、F 两铰的位置。
2-2 试求出图示体系的计算自由度,并分析体系的几何构造。 (a)
ⅠⅡⅢ
(b)
(c)
(d)
W=3×3 - 2×2 – 4=1>0 可变体系
2-3 试分析图示体系的几何构造。 (a)
(b)
2-4 试分析图示体系的几何构造。 (a)
(b)
W=4×3 -3×2 -5=1>0 几何可变体系
(c) (d)
(b)
(c) (d)
(e) (f)
4-6 试用机动法作图示结构中指定量值的影响线。 (a)
(b)
(c)
(d)
4-7 试绘制图示结构主梁指定量值的影响线,并加以比较。 (a)
(b)
4-8 试绘制图示刚架指定量值的影响线。 (a)
(b)
4-9 试绘制图示桁架指定杆的内力影响线,分别考虑荷载为上承和下承两种情况。
(e) (f)
(g) (h)
2-5 试从两种不同的角度分析图示体系的几何构造。 (a)
(b)
3-2 试作图示多跨静定梁的弯矩图和剪力图。
(a) A
结构力学第3章静定梁的内力计算
❖ 荷载图、剪力图和弯矩图 的特征依次为:零、平、斜; 平、斜、二曲;斜、二曲、三 曲;……
(2)荷载与内力的增量关系
在图3-1-3所示杆件上,取含 有集中力和集中力偶在内的微 段dx,见图 3-1-4(b),建立 微段平衡方程:
dx
图3-1-4 (b)
FY 0
FQ FQ FQ FP 0
例3-1-1
M
用截面法,求图(a) 所示伸臂梁截面1 上的内力。
M
F A x F A y
F B y
(a) (b)
求解:
1)求支座反力
➢ 去掉支座约束,取整体为隔离 体,见图(b)。建立隔离体的平衡 方程并解之:
MB 0
FAy
3a
M
q 3a
3a 2
FP
4 5
a
0
FAy
MA 0
FAy
1 7
(14 4 3
7 6)
30kN
m
(Hale Waihona Puke )1 FBy 7 (14 4 4 7 1) 33kN m
(↑)
q = 1 4 k N /m
F A x = 0 F A y = 3 0 k N
(a) F B y = 3 3 k N
2)计算控制截面弯矩值
截面法的一般步骤:
1. 计算结构的支座反力和约束
取结构整体(切断结构与大地的约 束)、或取结构的一部分(切开结 构的某些约束)为隔离体,建立平 衡方程。
2. 计算控制截面的内力(指定 截面的内力)
用假想的平面垂直于杆轴切开指 定截面,取截面的任意一侧为隔 离体并在其暴露的横截面上代以 相应的内力(按正方向标出), 建立平衡方程并求解。
《结构力学》课后习题答案__重庆大学出版社
第1章 绪论(无习题)第2章 平面体系的几何组成分析习题解答习题2.1 是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零,则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W =0,则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( ) (3) 若平面体系的计算自由度W <0,则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( ) (4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF 后,剩余部分为简支刚架,所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )B DACEF习题 2.1(5)图(6) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC 后,成为习题2.1(6) (b)图,故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF 后,成为习题2.1(6) (c)图,故原体系是几何可变体系。
()(a)(b)(c)AEBFCD习题 2.1(6)图【解】(1)正确。
(2)错误。
0W 是使体系成为几何不变的必要条件而非充分条件。
(3)错误。
(4)错误。
只有当三个铰不共线时,该题的结论才是正确的。
(5)错误。
CEF 不是二元体。
(6)错误。
ABC 不是二元体。
(7)错误。
EDF 不是二元体。
习题2.2 填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。
习题2.2(1)图(2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题 2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题2.2(3)图(4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题2.2(4)图(5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题2.2(5)图(6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系,有_________个多余约束。
结构力学作业
一、判断1.(5分)图(a)对称结构可简化为图(b)结构来计算。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析2.(5分)图示对称刚架,在反对称荷载作用下,半边结构图(c)所示。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析3.(5分)图示简支斜梁,在荷载P作用下,若改变B支座链杆方向,则梁的内力将是M、N不变,Q改变。
()••纠错得分:5知识点:3.2 多跨静定梁的内力分析展开解析答案错误解析4.(5分)计算图示桁架中指定杆件内力,各杆EA=常数,N2=−P/2。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析5.(5分)图(a)所示桁架结构可选用图(b)所示的体系作为力法基本体系。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析6.(5分)图示对称结构,EI=常数;较简便的力法基本结构如图所示。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析7.(5分)图示结构中杆AC由于加热伸长了Δ,则杆AB的变形是0。
()••纠错得分:5知识点:结构力学,3.3 静定平面刚架的内力分析展开解析答案正确解析8.(5分)图示结构EI=常数,求K点的竖向位移时,由图乘法得:ΔK=(1/EI)×y1ω1。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析9.(5分)图示体系的几何组成为几何不变,无多余联系。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析10.(5分)图示为一刚架的力法基本体系,E=常数。
其δ12为EI/8。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析11.(5分)图示刚架,EI=常数,B点的竖向位移(↓)为Pl3/(6EI)。
()••纠错得分:5知识点:结构力学,3.3 静定平面刚架的内力分析展开解析答案错误解析12.(5分)下图能用力矩分配法计算。
()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析13.(5分)图示结构EI=常数,在给定荷载作用下,固定端的反力矩为,逆时针旋转。
结构力学第3章静定梁与静定刚架(f)
§3-2 多跨静定梁
例3-4 试作图a所示多跨静定梁的内力图,并求出各支座反力。
解:不算反力 先作弯矩图
1)绘AB、GH段弯矩图,与悬臂梁相同; 2)GE间无外力,弯矩图为直线,MF=0,可绘出; 同理可绘出CE段; 3)BC段弯矩图用叠加法画。
§3-2 多跨静定梁
由弯矩与剪力的微分关系画剪力图
由若干根梁用铰相联,并用若干支座与基础相联而组成的静定结构。
分析多跨静定梁的一般步骤
对如图所示的多跨静定梁,应先从附属部分CE开始分析:将 支座C 的支反力求出后,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 图分别相连即得整个梁的弯矩图和剪力图 。
弯矩图为直线:其斜率为剪力。图形从基线顺时针转,
剪力为正,反之为负。 弯矩图为曲线:根据杆端平衡条件求剪力,如图c。
剪力图作出后即可求支座反力 取如图e的隔离体可求支座 c— 的反力 弯矩—剪力 支座反力
§3-3 静定平面刚架
常见静定刚架的型式
悬臂刚 架
简支刚 架
三铰刚 架
§3-3 静定平面刚架
R FSR F E SD 8kN
FSR F 12kN
FSR B 0
§3-1 单跨静定梁
用截面法计算 控制截面弯矩。
MC 0
M A 20kN 1m 20kN m
M D 20kN 2m 58kN 1m 18kN m M E 20kN 3m 58kN 2m 30kN 1m 26kN m M F 12kN 2m 16kN m 10kN m 18kN m
结构力学整理
第二章结构的几何组成分析1.几何不变体系是指________的体系。
形状和位置不变2.能用作结构的体系是________的体系。
几何不变3.一个点有_____个自由度,一根链杆有______个自由度。
2,34.连接5个刚片的复铰相当于______个单铰_____个约束。
45.三个刚片用_____个约束组成一个几何不变体系。
3刚片用3单铰,1单铰2约束,共6约束。
6.静定结构是_________的结构,几何特征是_______。
A.由平衡方程能求出所有内力和约束的结构B. 无多余约束的几何不变体系。
7.瞬变体系是__________的体系。
初始位置可变,微小运动后不变。
8.瞬变体系不能做结构的原因是_______。
小的外力会造成大的内力。
一、几何组成分析步骤1.去掉支座分析:a.体系与基础用一杆一铰相连(杆不通过铰)b.体系与基础用三杆相连(三杆不平行也不交于一点)2.连支座一起分析:将基础视作一刚片(除上述之外)3.找出并去掉二元体:(不变与可变体系去掉二元体都不影响原体系)二、判断规则1.三刚片规则(三角形规则):2.两刚片规则(三链杆规则):本质同两刚片,两链杆等同于单铰三链杆交于一点:瞬变体系三链杆平行,高度不等:瞬变体系三链杆平行且高度相等:常变体系4链杆就有多余约束。
3.二元体规则(附加二元体):第三章静定梁与静定钢架1.求支座反力:1.取分离体,2.画受力图,3.作平衡方程∑F∑y F∑A Mx2.求截面内力:A.求截面轴力=∑F(截面一侧,所有外力沿轴线方向的代数和)拉力为正xB.求截面剪力=∑y F(截面一侧,所有外力沿截面方向的代数和)剪力使杆段顺时针转为正C.求截面弯矩=∑A M(截面一侧,所有外力对截面型心力矩的代数和)弯矩使杆段下侧受拉为正3.做内力图:一、基本方法:a.用截面法写内力方程 b.依内力方程画内力图二、简洁方法:(1)杆中间(2)杆自由端A.杆自由端无力偶,端截面弯矩=0B.杆自由端无集中力,端截面剪力=0均布荷载在全杆--集中力在杆中间在杆端(中间无荷载)力偶在杆中间无集中力在自由端端剪力=0无力偶在自由端端弯矩=0三、弯矩图--叠加法四、弯矩图--分段叠加法:杆段两端弯矩已知,即可取出作为简支梁,用叠加法作弯矩图。
结构力学ppt课件交通大学 (13)
A
Cห้องสมุดไป่ตู้
E
A
A
C E
(b)
主讲教师:张玲玲
E C
多跨静定梁—基本知识
2. 分析多跨静定梁的一般步骤
显然作用在附属部分上的荷载
不仅使附属部分产生内力,而且
还会使基本部分也产生内力。作 E 用在基本部分上的荷载只会使基
A
C
本部分产生内力。
结构内力
直接作用
(外b)荷载
(c)
多跨静定梁计算简图:
多跨静定梁—基本知识
主讲教师:张玲玲
计算简图 支撑关系
主讲教师:张玲玲
多跨静定梁—基本知识
多跨静定梁—基本知识
从几何组成特点看,多跨联系梁的组成可以区分为: 基本部分和附属部分。 基本部分:不依赖于其它部分,独立地与大地组成一个几何不
变部分,如图所示梁AC 部分。 附属部分:需要依靠基本部分才能保证它的几何不变性,如CE
主讲教师:张玲玲
结构力学
主讲教师:张玲玲 讲师
结构力学
第03章 静定结构的受力分析
多跨静定梁—基本知识
主讲教师:某某某
多跨静定梁—基本知识
1. 多跨静定梁的几何组成特性 多跨静定梁:由若干根梁用铰联接后跨越几个相连跨度 的静定结构。 多跨静定梁的应用: 主要应用于木结构的房屋檩条、桥梁结构、渡槽结构等。
主讲教师:张玲玲
附属部分内力 反作用(部分) 基本部分
+ 基本部分内力
主讲教师:张玲玲
多跨静定梁—基本知识
A
B
A
B
P
CD
E
F
P
CD
E
F
支撑关系
结构力学复习要点
结构力学复习要点2.1 基本概念理解几何可变体系(常变体系和瞬变体系)与几何不变体系、瞬铰、自由度的概念。
2.2 平面几何不变体系的组成规律熟练掌握几何不变体系的三条基本组成规律。
2.3 构造分析方法与例题熟练掌握几何构造分析的各种方法。
2.4 平面杆件体系的自由度计算掌握实际自由度分析方法,了解计算自由度的计算方法。
3.1 梁的内力计算回顾回顾材料力学中的内力概念和计算方法,梁的内力图的画法,熟练掌握各种荷载作用下的梁的内力图画法,掌握叠加法画弯矩图。
3.2 多跨静定梁理解多跨静定梁结构的分析方法和受力特点;理解层次图的概念,能够绘制各种荷载作用下的内力图。
3.3 静定平面刚架掌握刚架结的特点,熟练的求解支座反力和截面内力,熟练绘制刚架结构的内力图。
3.4 静定平面桁架掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点,熟练掌握桁架结构的内力计算方法——结点法、截面法、联合法3.5 组合结构掌握组合结构的组成特性,以及组合结构的内力计算方法——截面法。
3.6 三铰拱掌握拱结构的受力特点及内力计算方法。
了解合理拱轴的概念4.1 应用虚力原理求刚体体系的位移了解位移的概念,理解虚功原理的概念,初步掌握单位荷载法。
能利用单位荷载法正确的计算静定结构在支座移动下的位移。
4.2 变形体的虚功原理理解变形体的虚功原理,能够区分力状态和位移状态以及二者之间的独立性。
4.3 结构位移计算的一般公式正确理解结构位移计算的一般公式。
4.4 荷载作用下的位移计算掌握结构在荷载作用下的位移计算。
正确理解结构位移计算的一般式以及各种不同结构的计算公式,能够计算结构的位移。
4.5 图乘法正确理解图乘法和应用条件以及图乘法的含义,能够利用图乘法计算梁、刚架的位移,理解各种弯矩图的叠加并能够根据叠加进行图乘。
4.6 温度改变时的位移计算正确理解温度变化结构的位移计算。
4.7 互等定理正确理解功的互等定理、位移互等定理、反力互等定理。
5.1 超静定结构的组成和超静定次数正确理解超静定结构的概念和超静定的次数;能够正确确定超静定结构的次数。
结构力学课件-多跨静定梁的内力分析
三、多跨静定梁的计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
①计算次序与几何构造次序相反
②计算关键:基本部分和附属部分之间相互连接力(作用力和反作用力), 求出这些连接力后,各部分当作单跨静定梁来计算。
q
F1
F2
A①
B C ② D E③F
F2
E ③F
F1
FE
C ②D
q
FC
基本部分不仅承受本身所 受的外荷载,还承受其附 属部分传递来的铰约束力 作用。
M E 6 21 12kN.m(上拉)
M图(kN.m)
10
4kN 10kN AB
H
2m 2m 2m
CD 2m
G 2m
6kN/m
E
F
2m 2m
10kN
B
C
H
FBy 5kN
5kN AB
4kN
9 5
FCy 5kN
5kN
6kN/m
C
DG E
F
FDy 7.5kN
FEy 21.5kN
12
2.5
③ 作 FS 图 : 由 附 属 部 分 到 基本部分依次分析
2、几何构造次序 先固定基本部分,后固定附属部分
①
A
BC
A
①
C B
②
③
DE
F
②E D
③ F
层次图
3、力的传递特点
基本部分上所 受到的荷载对 其附属部分受 力没有影响
F1 ①
A
BC
②
③
DE
F
F1 A
C ①B
E ②
D
③ F
附属部分上 作用的外荷 载必然传递 到其基本部 分
第三章1 静定结构受力分析(多跨梁)
2、集中力矩作用点
M图有一突变,力矩 为顺时针向下突变;
M图有一夹角,荷载向
下夹角亦向下; Q 图有一突变,荷载 向下突变亦向下。
3、均布荷载作用段 M图为抛物线,荷载向 下曲线亦向下凸;
Q 图没有变化。
Q 图为斜直线,荷载向
下直线由左向右下斜
1.无荷载分布段(q=0),FQ图 为水平线,M图为斜直线. Pl M图 FQ图
M图
FQ图
例: 作内力图 铰支座有外 力偶,该截面弯矩 等于外力偶.
M图 FQ图 无剪力杆的 弯矩为常数. M图 自由端有外 力偶,弯矩等于外 力偶
FQ图
练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
四.叠加法作弯矩图
注意:
是竖标相加,不是 图形的简单拼合.
练习:
ql A
q
D↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ E 2
ql2/8
B
ql2/4
F
ql /2
ql
l/2
ql
l/2
ql M图
l
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ql2/4 qL ql2/8
+
- Q图 qL
10kN/m
↓↓↓↓↓↓↓
2m 2m
60kN.m
15kN
2m
2m
55
30 20 30 5 m/2 m m/2 M 图 (kN.m) 30
M图 FQ图
ql / 2
2
A支座的反力 大小为多少, 方向怎样? M图
FQ图
M图
FQ图
1.无荷载分布段(q=0), FQ图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数), FQ图为斜直线,M图为抛物线, 且凸向与荷载指向相同. 3.集中力作用处, FQ图有突变,且突变量等于力值; M 图有尖点,且指向与荷载相同. 4.集中力偶作用处, M图有突变,且突变量等于力偶 值; FQ图无变化.
结构力学知识点考点归纳与总结
第一章
一、简化的原则 1. 结构体系的简化——分解成几个平面结构 2. 杆件的简化——其纵向轴线代替。 3. 杆件间连接的简化——结点通常简化为铰结点或刚结点 4. 结构与基础间连接的简化 结构与基础的连接区简化为支座。按受力特征,通常简化为: (1) 滚轴支座:只约束了竖向位移,允许水平移动和转动。提供竖向反力。在计算
1 支座移动产生的位移——刚体位移 2 荷载作用产生的位移——变形体位移 3 制造误差产生的位移——刚体位移 4 温度改变产生的位移——变形体位移 结构的位移 截面的转动----角位移 截面的移动----线位移 ③各类结构的位移计算: (1) 粱和刚架
(2) 桁架
(3) 组合结构
(4) 拱
④两个直线图形的图乘公式 △=L/6EI ※(2ac+2bd+bc+ad) ⑤图乘法应用的前提: ▲ 杆件的 EI 是常数;▲ 杆件是直杆;▲Mp、M 的图形至少有一个是直线图形。 习题 ppt33 40 41 42 45 53 57 59 ⑥ 功的互等定理 适用条件:线弹性体结构
P/2
P/2
P/2
简化
(b)
反对称荷载
四(本大题 9 分)图示结构 B 支座下沉 4 mm,各杆 EI=2.0×105 kN·m2,用力法计算并 作 M 图。
4m 6m
FP
B △=4 mm
2 计算图示结构,并作 M 图。EI=常 数。
FP
l2 l l l l l2
B
PC
x1
A
基本结构⑴
B
PC
x1
A
11x1 1p 0
原结构在C处的 竖向线位移
基本结构在竖向力x1和
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弯矩图
0.0625qL
2 2
0.0957qL
0.0625qL
0.0957qL
2
0.125qL
2
0.125qL
2
0.125qL
2
相应简支梁的弯矩图
§3-3
多跨静定梁
4)多跨静定梁的形式
多跨静定梁有以下两种形式:
第 一 种 形 式
A C E D F
B
计算简图
E D F
A
C B
支撑关系图
§3-3 多跨静定梁
C B
第 二 种 形 式
A
D
E
F
计算简图
A
C
B
D E F
支撑关系图
§3-3
5)多跨静定梁的计算
多跨静附属部 分产生内力,而且还会使基本部分也产生内力。 而作用在基本部分上的荷载只会使基本部分产 生内力。因此计算应该从附属部分开始。 例:求图示多跨静定梁的弯矩和剪力图。
2.44
多跨静定梁
4 1 1.33 2
c、画弯矩图及剪力图
2
m 弯矩图 kN·
1.39 2.44 1.44 1.56 1.33
4
2.61
剪力图 kN
§3-3
多跨静定梁
例:对图示结构要求确定E、F铰的位置,使B、C 处的支座负弯矩等于BC跨的跨中正弯矩。
q A L-x L E x L B C x L
1kN/m A
B 4m 1kN
3kN
D E F G
2kN/m
H 1m 1m
C
1m 2m
1m 1m
3m
§3-3
解:a、层次图
1kN/m A 1kN C 1m
多跨静定梁
3kN D 2m E F 3m G 2kN/m H
B
4m
1m 1m
1m 1m
H
A
B
C
E F
G
b、求反力
F
FYF
FGH部分:
H
2kN/m
Y 0
1kN
FYF 3 0.23 1.33 1.44
ABC部分:
1kN/m A C 1.44kN
M
A
0
FYA
B
FYB
1 4 2 2.44 5 FYB 5.05kN 4
Y 0
FYA 1 4 2.44 5.05 1.39kN
§3-3
F
L-x
D
解:以x表示铰E到B支座、铰F到C支座的距离。 a、层次图
A E B C F D
§3-3
b、求反力 AE、FD部分:
多跨静定梁
c、求弯矩
q( L x) FYA FYE FYF FYD 2
q( L x) qx 2 M B Mc x 2 2
根据要求:M中=MB=qL2/16
§3-3
多跨静定梁
1)多跨静定梁的组成
由若干根梁用铰联接后跨越几个相连跨度的 静定结构——称为多跨静定梁,如图所示:
2)多跨静定梁的应用 应用于木结构的房屋檩条、桥梁结构、渡槽 结构。
§3-3
多跨静定梁
3)多跨静定梁杆件间的支撑关系 图示檩条结构的计算简图和支撑关系如下所示:
A C B E F
D
计算简图
E
D
A
C B
F
支撑关系图
§3-3
基 本 部 分
多跨静定梁
附 属 部 分E
D
附 属 部 分
F
A
C B
支撑关系图
我们把ABC称为:基本部分,把CDE、EF称为: 附属部分。显然作用在附属部分上的荷载不仅使附 属部分产生内力,而且还会使基本部分也产生内力。 作用在基本部分上的荷载只会使基本部分产生内力。
q( L x) qx 2 qL2 x 因此有: M B M c 2 2 16
由上述方程解得:
x 0.125 L
§3-3
多跨静定梁
qL2 M B MC 0.0625qL2 16 AE、FD的跨中弯矩为:
q( L x) 2 0.0957qL2 8
0.0625qL
G
FYG
2 2 4 5.33kN M F 0 FYG 3 Y 0 FYF 5.33 4 1.33kN
§3-3
CEF部分:
C
3kN -1.33kN F D E
多跨静定梁
3 2 1.33 4 0.23 M C 0 FYE 3
FYC
FYE