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文檔簡(jiǎn)介
1、結(jié)構(gòu)力學(xué)大作業(yè)11、 單跨靜定梁結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)支梁、懸臂梁和右外伸梁)(一)簡(jiǎn)支梁1、簡(jiǎn)支梁(跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力(F=1000N)在1/2處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為2500N*m 集中力(F=1000N)在1/4處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為1875N*m 集中力在(F1=500N、F2=500N)在1/3處和在2/3處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為1666.67N*m2、 簡(jiǎn)支梁(跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為1250N*m分析: 簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下的彎矩小于在集中力
2、作用在1/2及 1/3處,但中部彎矩較大,向兩邊遞減,對(duì)于小跨度結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō), 選簡(jiǎn)支梁比較合理,但對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu),中間處彎矩太大, 故不適用。(二)懸臂梁1、 懸臂梁(跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力(F=1000N)在1/2處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為5000N*m集中力(F=1000N)在自由端 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為10000N*m2、 懸臂梁(跨度10m)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為5000N*m分析:荷載加在越靠近懸臂梁固定端的位置相應(yīng)的剪力和彎矩越小,越有利,故懸臂梁荷載最好加在
3、靠近固定端處。懸臂梁在集中荷載作用下對(duì)應(yīng)處的彎矩剪力小于集中力作用于自由端處的彎矩。但懸臂梁固端處彎矩較大,對(duì)支座有較高要求,一般不 在工程中較少采用懸臂梁結(jié)構(gòu)。(三)右外伸梁1、右外伸梁(跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力(F=1000N)在外伸部分自由端處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為5000N*m集中力(F=1000N)在外伸部分1/2處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為2500N/m集中力(F=1000N)在內(nèi)部1/2處 剪力圖: 彎矩圖:最大彎矩為2500N*m2、 右外伸梁(跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖
4、: 彎矩圖:二、多跨靜定梁結(jié)構(gòu)1、多跨靜定梁(跨度10米)在集中荷載(F總=1000N)的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖:最大剪力為50N 彎矩圖:最大彎矩為12.5N*m2、多跨靜定梁(跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖: 彎矩圖:最大剪力為50N最大彎矩為12.5N*m分析:3、 剛架結(jié)構(gòu)1、 三鉸剛架(梁跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的內(nèi)力圖2、 三鉸剛架(梁跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的內(nèi)力圖四、桁架結(jié)構(gòu)1、 平行桁架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的內(nèi)力圖。 集中力(F=1000N)
5、在1/2處 軸力圖: 集中力(Fi=200N)均勻分布 軸力圖 2、 平行桁架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的內(nèi)力圖 受力圖: 軸力圖:、 剪力圖: 彎矩圖: 分析:平行弦桁架內(nèi)力不均勻,弦桿內(nèi)力由兩端小而向中間逐漸增大,腹桿內(nèi)力是兩端大而向中間逐漸減小。3、 三角桁架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在集中荷載(F=1000N)的作用下的內(nèi)力圖。 集中力(F=1000N)在1/2處 軸力圖: 集中力(Fi=200N)均勻分布 軸力圖 分析:三角型桁架內(nèi)力也是不均勻的,弦桿內(nèi)力由兩端大而向中間逐漸減小,腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸減小。結(jié)論:桁架結(jié)構(gòu)中,當(dāng)力作用在結(jié)點(diǎn)處,彎矩和剪力均
6、為零,只有軸力。當(dāng)集中力在一結(jié)點(diǎn)處,最大軸力比集中力分散在個(gè)結(jié)點(diǎn)處大。當(dāng)均布力作用時(shí),彎矩剪力較簡(jiǎn)支梁小的多,軸力較大。桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,受力明確,桁架桿件只承受軸向力,沒(méi)有多余的贅余力,不承擔(dān)彎矩和剪力;施工也簡(jiǎn)單,按照普通桿件拼裝桁架桿件就可以完成。缺點(diǎn)是:桁架結(jié)構(gòu)不能協(xié)調(diào)受力,承擔(dān)的荷載潛力小。2、 拱結(jié)構(gòu)(一)圓三鉸拱1、 圓三鉸拱結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在集中荷載(F=100N)的作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖: 彎矩圖: 剪力圖:2、 圓三鉸拱結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在均布荷載(q=100N/m)的作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖: 彎矩圖: 剪力圖:分析:三鉸拱的優(yōu)點(diǎn):彎矩比相應(yīng)簡(jiǎn)支梁小,水平推力存在的原因。用料省、自重輕、跨度大??捎每箟盒阅軓?qiáng)的磚石材三鉸拱的缺點(diǎn):構(gòu)造復(fù)雜,對(duì)支座要求較高,施工費(fèi)用高。 (二)合理拱軸三鉸拱1.合理拱軸(拋物線y=4*f/(s2)*(10-x)*x)三鉸拱結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在豎向集中荷載Fi=100N(i=1至10)作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖: 彎矩圖: 剪力圖:2.合理拱軸(拋物線y=4*f/(s2)*(10-x)*x)三鉸拱結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)(跨度10米)在豎向均布荷載(q=100N/m)作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖: 彎矩圖: 剪力圖:2.拋物線(y=
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