第11章 静定结构的内力分析《建筑力学》教学课件

刚结点
刚结点的特征是与其相连的各杆间即不能相对移动 11.1.1
也不能相对转动，各杆件变形前后夹角不变，刚结点即能
结 构
传递力又能传递wenku.baidu.com偶，可产生杆端轴力、剪力和弯矩。
计
组合结点
算
刚结点和铰结点的组合体，这种结点的一部分具有刚 结点的特征，一部分具有铰结点的特征。
简 图
铰结点
刚结点 组合结点
11.1.1 结 构 计 算 简 图
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
引例 解析
11.2.2
多
请看下面的案
跨 静
例
定 梁
的
内
力
【例11-2】试作图11-15(a)所示的多跨静定梁的内力图。
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
在刚架内力分析中，弯矩图规定绘在杆件受拉的 一侧，图中不标注正负号。一般规定使刚架内侧受拉 弯矩为正，外侧受拉弯矩为负，也可自定正负。剪力 与轴力正负号的规定与梁相同，而剪力图与轴力图可 以绘在杆件的任一侧，但必须注明正负号。
受力特点:刚结点可以承受和传递弯矩。
优点:结构具有较大的刚度，整体性好，内力分 布较均匀。具有较大的净空间便于使用。
11.3.1 平 面 钢 架 的 特 征
悬臂刚架
简支刚架
三铰刚架
11.3.1 平 面 钢 架 的 特 征
轴力
FN(左或)右 Fix侧
剪力
FS (左或)右 Fiy侧
弯矩
M(左或 ) 右 M (F i侧 )
图10-17
11.1.1 结 构 计 算 简 图
(1)结构的简化。以梁的轴线取代实际构件,取桥墩中 心距离l为计算跨度。
(2)结点的简化。只有一个构件,无结点。 (3)支座的简化。梁的实际支座结构如图11-7(ａ)所示 。梁在竖向不能移动,水平方向也不能移动(梁与桥墩之间 有摩擦力),温度变化时梁可伸缩。因此左端处可简化为固 定铰链支座,右端处可简化为可动铰链支座,符合梁的实际 受力变形特征。如果把右端处简化为固定铰链支座,则左端 处可简化为可动铰链支座,也符合梁的实际受力变形特征。 (4)荷载的简化。将梁自重取为均布线荷载q,车辆重量 以P1、P2 该结构简化后的计算简图如图11-7(c)
4）支座简化
可动铰支座 固定支座
固定铰支座
滑动支座
11.1.1 结 构 计 算 简 图
5）荷载的简化
作用在结构上的荷载可简化为集中力、集中 力偶和分布荷载三种.
11.1.1 结 构 计 算 简 图
引例 解析
请看下面的案 11.1.1 结
例
构 计
算
简
图
【例11-1】图11-7(a)所示为一钢筋混凝土结构的T形桥梁,桥 梁支撑于桥墩上,其上有车辆荷载,桥墩中心距离为l，试对该结 构进行简化(尺寸单位：m)。
要反映结构主要受力、几何及变形特征 。
分清主次，略去次要因素，便于结构 的力学计算。
（2）.
要兼顾安全性和经济性。
（3）
（1）
11.1.1 结 构 计 算 简 图
2.结构简化的内容
1）结构体系的简化
建筑结构一般都是空间结构,各部分间连成一个空间整体 ,以承受各个方向可能出现的荷载。结构体系的简化是指在可 能的情况下,将空间结构简化或分解成若干个平面结构体系使 计算得以简化。
学习目标
（1）熟悉各种静定结构对应的内力。 （2）掌握多跨静定梁、刚架、拱、桁架及组合结构的内力分析方法
和内力图的绘制。 （3）能够运用内力分析法和内力图进行实际工程计算。
用一个简化的图形来 代替实际结构,这个图形称 为结构的计算简图。
11.1.1 结 构 计 算 简 图
1.计算简图的简化原则
11.2.1 多 跨 静 定 梁 的 概 念
1
在计算多跨静 定梁时,应先分 析其层次关系, 然后根据其受 力特点,先计算 附属部分,再计 算基本部分。
2
多跨静定梁可以 分成若干单跨梁 分别计算,从而 可避免解联立方 程。
3
在绘制内力图时, 可先分别绘出每 段单跨梁的内力 图,最后将各单跨 梁的内力图连在 一起,从而得到多 跨梁的内力图。
性，本身不能独立承受荷载。 定
梁
如上述多跨桥梁的BC部分
的 概
念
2.多跨静定梁的受力特点
从受力情况来看,当荷载作用于基本部分时,只 有基本部分受力而附属部分不受力。当荷载作用于 附属部分时,则不仅附属部分受力,而且由于附属部 分是支撑在基本部分之上的,其荷载效应将通过铰 接处传给基本部分,从而使基本部分也同时受 力。
截面内力:弯矩、剪力和轴力
11.1.2 平 面 杆 系 结 构 的 分 类
4.桁架
桁架是由若干直杆通过铰结点连接而成的结构。
截面内力只有轴力。
11.1.2 平 面 杆 系 结 构 的 分 类
5.组合结构
由桁架与梁或桁架与刚架组合在一起的结构。
结构中一些杆件只承受轴力，另一些杆件 同时还承受剪力和弯矩。
11.1.1 结 构 计 算 简 图
1.梁
梁是一种以弯曲为主要变形的结构。 截面内力:剪力和弯矩。
单跨梁
多跨连续梁
11.1.2 平 面 杆 系 结 构 的 分 类
2.刚架
刚架是由梁、柱组成，多为刚结点的结构。 内力:轴力、剪力和弯矩
11.1.2 平 面 杆 系 结 构 的 分 类
3.拱
拱是由曲杆组成，在竖向荷载作用下产生 水平推力的结构。
11.1.1 结 构 计 算 简 图
2）杆件的简化
在计算简图中，用轴线表示杆件，忽略截面形状 和尺寸。
11.1.1 结 构 计 算 简 图
3）节点的简化
铰结点
杆件连接汇交点叫结点。
铰结点的特征是汇交于结点的各杆可绕结点自由转
动，但不能相对移动，铰结点能传递力不能传递力偶，不
能产生杆端弯矩，只能产生杆端轴力和剪力。
11.1.2 平 面 杆 系 结 构 的 分 类
多跨静定梁是由若干单跨梁用铰联结而成的静定结构.
11.2.1 多 跨 静 定 梁 的 概 念
1.多跨静定梁的组成
基本部分:独立地与基础组成一个几何不变体系，
可独立承受荷载并平衡.
如上述多跨桥梁的AB部分
11.2.1 多
跨
附属部分:需依靠基本部分才能维持其几何不变 静
【例11-3】试作图11-16(a)所示的多跨静定梁的内力图。
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
11.2.2 多 跨 静 定 梁 的 内 力
刚架是由若干直杆部分或全部刚结点组成的结构。
变形特点:刚结点处各杆间的夹角在变形过程中 始终保持不变.