結(jié)構(gòu)靜力分析的基本方法力學圖文PPT學習教案

1、會計學1結(jié)構(gòu)靜力分析的基本方法力學圖文結(jié)構(gòu)靜力分析的基本方法力學圖文第1頁/共43頁容易產(chǎn)生的錯誤認識：容易產(chǎn)生的錯誤認識： “靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析無非就是選靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析無非就是選取隔離體，建立平衡方程，求內(nèi)力取隔離體，建立平衡方程，求內(nèi)力，畫彎矩圖，以前早就學過了，沒，畫彎矩圖，以前早就學過了，沒有新東西！有新東西！”第2頁/共43頁 運用基本原理、方法，熟練、準確運用基本原理、方法，熟練、準確地解決各種靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算問題。地解決各種靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算問題。 及時復習、多做練習，切忌淺嘗輒及時復習、多做練習，切忌淺嘗輒止。止。第3頁/共43頁靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)兩剛片型兩剛片型三剛片型三剛片

2、型 三鉸式三鉸式剛接式剛接式 懸臂懸臂鉸接式鉸接式 簡支簡支主從型（基附型）主從型（基附型）第4頁/共43頁兩剛片型結(jié)構(gòu)兩剛片型結(jié)構(gòu)：切斷剛片間的聯(lián)系，取一隔：切斷剛片間的聯(lián)系，取一隔離體分析。離體分析。FPABCFPACFCyFCxFNAB第5頁/共43頁FP123FN3FN1FPFN2 為避免為避免方程方程聯(lián)立求解，每個平衡方程應盡量只聯(lián)立求解，每個平衡方程應盡量只包含一個未知量；為避免錯誤傳遞，選取的平衡方包含一個未知量；為避免錯誤傳遞，選取的平衡方程應盡量避免利用已經(jīng)求得的未知量。程應盡量避免利用已經(jīng)求得的未知量。第6頁/共43頁15kNACFGEDB4m4m4m3m15kN15kNF

3、Ax=120kNFAy=45kNFBx=120kN第7頁/共43頁aPaaFBx=5kNFBY=85/3kNFAY=65/3kNFAx=0MA=PaFBY=P10kNm50kN5kN4m2m3m3mABAB第8頁/共43頁4m2m2m1kN/mPPll2ll第9頁/共43頁三剛片型結(jié)構(gòu)三剛片型結(jié)構(gòu)：用雙截面法切斷剛片間的聯(lián)系，：用雙截面法切斷剛片間的聯(lián)系，分別取兩個隔離體建立方程分別取兩個隔離體建立方程聯(lián)立聯(lián)立求解。求解。 以雙截面同時切到的約束作為主攻目標！第10頁/共43頁0CM0BM01 )(AyAxF,Ff02 )(AyAxF,FfAyAxF,FACBFPFCyFCxFAyFAxFAy

4、FAxFByFBxFPACFPACB第11頁/共43頁ACBFPFCyFCxFAyFAxFPACFByFBxFCyFCx0 AM0BM01 )(CyCxF,Fg02 )(CyCxF,FgCyCxF,FBC第12頁/共43頁FPl/2l/2l/2l/2ACBFPl/2l/2l/2l/2ACBP/2P/2P/43P/4FP2FP2FP3/2FPl第13頁/共43頁PaaaaaaPaaaaABC第14頁/共43頁基本部分基本部分附屬部分附屬部分層次圖層次圖第15頁/共43頁幾何組成順序幾何組成順序附屬部分附屬部分2附屬部分附屬部分1基本部分基本部分荷載傳遞順序荷載傳遞順序計算原則：計算原則：與荷載傳

5、遞順序相同，即先計算附屬部分與荷載傳遞順序相同，即先計算附屬部分后計算基本部分。后計算基本部分。第16頁/共43頁60kN60kN235kN145kN40kN/m120kN8m2m3m3m120kN40kN/mK第17頁/共43頁4m2m2m=20kN/m=20kN mmq.aaPPa/2/2a第18頁/共43頁10kN m10kN2kN/m4m2m2m2m2m.P=10kN3m3m3m3m第19頁/共43頁MMMMFNFNFNFNFQFQFQFQ求內(nèi)力的基本方法：求內(nèi)力的基本方法： 截面法截面法（截斷、隔離、平衡（截斷、隔離、平衡)第20頁/共43頁 軸力和剪力的正負號規(guī)定與材料力學相同軸力

6、和剪力的正負號規(guī)定與材料力學相同。 內(nèi)力符號腳標有特定的意義，如內(nèi)力符號腳標有特定的意義，如MAB表明表明AB桿的桿的A端彎矩。端彎矩。 結(jié)構(gòu)力學中彎矩圖畫在受拉纖維一側(cè)，不結(jié)構(gòu)力學中彎矩圖畫在受拉纖維一側(cè)，不標正負號，彎矩圖縱坐標必須垂直于桿件標正負號，彎矩圖縱坐標必須垂直于桿件的軸線。的軸線。第21頁/共43頁3、荷載與內(nèi)力之間的微分關(guān)系0yF 0QyQQFdxqdFFyQqdxdFyMMdMxqyqxFNFN+dFNdxoQFQQFdF1）剪力圖上某點切線的斜率等于該點豎直方向分布荷載的集度，但正負號相反。第22頁/共43頁若 等于0， 圖平行于桿軸；若 為常數(shù)，則 圖為斜直線；yqQF

7、yQqdxdF因此：yqQF第23頁/共43頁2）彎距圖上某點切線的斜率等于該點的剪力。3）彎距圖上某點的曲率等于該點的豎直方向分布荷載的集度，但正負號相反。O0M-()()022QQQdxdxMMdMFFdF22QydMd MFqdxdx yMMdMxqyqxFNFN+dFNdxoQFQQFdF第24頁/共43頁因此：若剪力等于0，M 圖平行于桿軸；若剪力為常數(shù)，則 M 圖為斜直線；若剪力為x 的一次函數(shù)，即為均布荷載時，M 圖為拋物線。QdMFdx若剪力等于0，M 圖平行于桿軸；若剪力為常數(shù)，則 M 圖為斜直線；若剪力為x 的一次函數(shù)，即為均布荷載時，M 圖為拋物線。若剪力等于0，M 圖平

8、行于桿軸；若剪力為常數(shù)，則 M 圖為斜直線；第25頁/共43頁xNNxqdxdFdFdxq04）軸力圖上某點的斜率等于該點軸向分布荷載的集度 ，但正負號相反。xq0 xF yMMdMxqyqxFNFN+dFNdxoQFQQFdF第26頁/共43頁P1=10kNP2=5kN2m2mACBm10kN M圖圖5kNQ圖圖5kNN圖圖第27頁/共43頁2M2MMFP4Plq82ql第28頁/共43頁2/2qlPl第29頁/共43頁第30頁/共43頁4PlAMBM做法：做法：先在梁兩端繪彎矩豎標先在梁兩端繪彎矩豎標將兩個豎標頂點相連，形成基線將兩個豎標頂點相連，形成基線以基線為基礎疊加相應的簡支梁彎矩圖

9、以基線為基礎疊加相應的簡支梁彎矩圖內(nèi)力圖的疊加內(nèi)力圖的疊加是豎標相加是豎標相加, ,不是圖不是圖形的簡單拼合。形的簡單拼合。BMAMFPMBMA第31頁/共43頁ql2/8ql2/8qlql2/8ql2/8qlFPFPl/4FPl/4l/2l/2MMMl/2l/21、2、4、3、第32頁/共43頁qFPABFPABFAyFByMAMBMAMBFPABFAyFBy畫彎矩圖的步驟：1、求支座反力2、求關(guān)鍵點的彎矩（關(guān)鍵點：畫彎矩圖時必須求出彎矩的截面，如，集中力作用點，均布荷載起止點，集中力偶作用點的周圍，支座處）3、用疊加法畫彎矩圖第33頁/共43頁P=40kNACq=20kN/mB4m2m2m

10、120kN.m40kN.m40kN.m120kN.m40kN.m40kN.m+解：1、求支座反力FAY=70KN FBY=50KN2、求關(guān)鍵點的彎矩MA=0 MB=0 Mc=120KN3、用疊加法畫彎矩圖第34頁/共43頁彎矩不影響剪力不不可可簡簡稱稱K截截面面剪剪力力29171510Q圖圖(kN)181128321720M圖圖(kNm)25kN29kN1m1m4m1m1m2m斜率相等斜率相等剪力等于零處彎矩為極值點剪力等于零處彎矩為極值點相切相切x=17/846.062510kN12kN22kNm18kNm8kN/mKABCDE第35頁/共43頁斜率相等不相圖圖(k

11、N)340130210280160M圖圖(kNm)310kN130kN1m1m2m2m4m40kN160kN80kNm40kN/mABCDEF第36頁/共43頁 單跨梁單跨梁是組成結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件之一是組成結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件之一，在在工程中應用廣泛。工程中應用廣泛。 單跨梁是典型的受彎構(gòu)件，其內(nèi)力計算單跨梁是典型的受彎構(gòu)件，其內(nèi)力計算是結(jié)構(gòu)、構(gòu)件受力分析的基礎。是結(jié)構(gòu)、構(gòu)件受力分析的基礎。第37頁/共43頁簡支梁(Simply-supported beam)伸臂梁(Overhanging beam)懸臂梁(Cantilever)按兩剛片規(guī)則與地基組成的按兩剛片規(guī)則與地基組成的靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)第38頁/共43頁AB0:=/ 20=/ 2yAyMFqlYFqlCABqxl解：1、求支座反力 2、求C點內(nèi)力取AC為隔離體可得：20:0:/ 2QAyCCAyYFFqxMMF xqx第39頁/共43頁斜梁：斜梁： 荷載與桿件的軸線不垂直荷載與桿件的軸線不垂直解解:0/2AxAyByFFFql20:/2CAyMMF x qx與簡支梁對應截面內(nèi)力與簡支梁對應截面內(nèi)力(M0、FQ0）相比：）相比：000sincosQQQMMNFFF0:()sinAyTNFqx 0:()cosQAyUFFqxqlxFAyFAxFByCAB020/ 2QAyCAyFFqxMF xqxMTFQUNFAyq第