建筑结构基础与识图第一章.ppt

第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1-5 1-5 单跨静定梁的内力单跨静定梁的内力 当杆件受到垂直于杆轴的外力作用或在纵当杆件受到垂直于杆轴的外力作用或在纵向平面内受到力偶作用向平面内受到力偶作用(下图下图)时，杆轴由直时，杆轴由直线弯成曲线，这种变形称为弯曲。以弯曲线弯成曲线，这种变形称为弯曲。以弯曲变形为主的杆件称为变形为主的杆件称为梁梁。第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1)1)单跨梁的单跨梁的基本类型基本类型(三种三种)2)梁内任一横截面的内力及正负规定梁内任一横截面的内力及正负规定简支梁简支梁外伸梁外伸梁悬臂梁悬臂梁轴力轴力剪力剪力弯矩弯矩+轴向拉伸正轴向拉伸正顺转剪力正顺转剪力正凹形弯矩正凹形弯矩正第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图内力内力图图表示内力沿杆表示内力沿杆轴变轴变化化规规律的律的图图形形 画内画内力图的有关规定：力图的有关规定：以杆轴表示横以杆轴表示横截面的位置，与杆轴垂直的坐标轴表示对截面的位置，与杆轴垂直的坐标轴表示对应横截面上的内力。应横截面上的内力。正正的轴力的轴力(剪力剪力)画在画在轴线的轴线的上侧上侧，负负的轴力的轴力(剪力剪力)画在轴线的画在轴线的下侧下侧，要标出正负。，要标出正负。弯矩弯矩画在梁纤维画在梁纤维受拉受拉侧侧，一般不标正负。，一般不标正负。内力图中必需标出内力图中必需标出数值数值。一、单跨静定梁内力的求解一、单跨静定梁内力的求解 第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图用截面法计算用截面法计算指定指定截面上的剪力截面上的剪力FQ(Q)和弯矩和弯矩M 步骤如下：步骤如下：(1)计算支座反力；计算支座反力；(2)用假想的截面在需求内力处将梁截用假想的截面在需求内力处将梁截成两段，取其中任一段为研究对象；成两段，取其中任一段为研究对象；(3)画出研究对象的受力图画出研究对象的受力图(截面上的截面上的FQ(Q)和和M都都先假先假设为正的方向设为正的方向)；(4)建立平衡方程，解出内力建立平衡方程，解出内力第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图【例例1-19】简支梁如图所示。已知简支梁如图所示。已知F1=18kN，试求，试求截面截面1-1,2-2,3-3截面上的剪力和弯矩。截面上的剪力和弯矩。(d)(a)(c)(b)图1-52第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图(1)求支座反力，考虑梁的整体平衡，对求支座反力，考虑梁的整体平衡，对A、B点取矩列方程点取矩列方程(2)求截面求截面1-1上的内力。在截面上的内力。在截面1-1处将梁截开，取左段梁处将梁截开，取左段梁为研究对象，画出受力图，剪力和弯矩均先假设为正，列为研究对象，画出受力图，剪力和弯矩均先假设为正，列平衡方程：平衡方程：得：得：kN（）kN（）校核：校核：第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图求得的均为正值，表示截面求得的均为正值，表示截面1-1上内力的实际方向与假设上内力的实际方向与假设方向相同。方向相同。(3)求求2-2截面内力截面内力在在2-2 截面将截面将AB梁切开，取左段分析，画受力图梁切开，取左段分析，画受力图1-52(c)，FQ2、M2都先按正方向假设，列平衡方程都先按正方向假设，列平衡方程：kN kNmkNkNm求得的均为正值，表示截面求得的均为正值，表示截面2-2上内力的实际方向与假设上内力的实际方向与假设方向相同。方向相同。第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图(3)求求3-3截面内力截面内力在在3-3 截面将截面将AB梁切开，取右段分析，画受力图梁切开，取右段分析，画受力图1-52(d)，FQ3、M3都先按正方向假设，列平衡方程。都先按正方向假设，列平衡方程。求得的求得的FQ3为负值，表示截面为负值，表示截面3-3上剪力的实际方向与假设上剪力的实际方向与假设方向相反，方向相反，M 3为正值，表示为正值，表示3-3上弯矩的实际方向与假设上弯矩的实际方向与假设方向相同。方向相同。kNkNm第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图【例例1-20】简支梁受集中力作用如图简支梁受集中力作用如图1-54所示，试画出所示，试画出梁的剪力图和弯矩图。梁的剪力图和弯矩图。(1)根据整体平衡求支座反力。根据整体平衡求支座反力。()()；(2)列剪力方程和弯矩方程。列剪力方程和弯矩方程。(0 xa)(0 xa)AC段段：图图1-54第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图CB段：段：(a x l)(axl)(3)画剪力图和弯矩图画剪力图和弯矩图 根据剪力方程和弯矩方程画剪力图和弯矩图。根据剪力方程和弯矩方程画剪力图和弯矩图。FQ图：图：AC段剪力方程段剪力方程FQ(x)为常数，其剪力值为为常数，其剪力值为Fb/l，剪力，剪力图是一条平行于图是一条平行于x轴的直线，且在轴的直线，且在x轴上方。轴上方。CB段剪力方程段剪力方程FQ(x)也为常数，其剪力值为也为常数，其剪力值为-Fa/l，剪力图也是一条平行于，剪力图也是一条平行于x轴的直线，轴的直线，但在但在x轴下方。画出全梁的剪力图轴下方。画出全梁的剪力图,如图如图1-54(b)所示。所示。M图：图：AC、CB段弯矩段弯矩M(x)均均是是x的一次函数，弯矩图是一条的一次函数，弯矩图是一条斜直线，故只需计算两个端截面的弯矩值连线即可画出弯矩图。斜直线，故只需计算两个端截面的弯矩值连线即可画出弯矩图。第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 从剪力图和弯矩图中可得结论：从剪力图和弯矩图中可得结论：在梁的无荷载在梁的无荷载段剪力图为平行线，弯矩图为斜直线。在集中力作段剪力图为平行线，弯矩图为斜直线。在集中力作 用处，左右截面上的剪力图发生突变，其突变值等用处，左右截面上的剪力图发生突变，其突变值等 于该集中力的大小，突变方向与该集中力的方向一于该集中力的大小，突变方向与该集中力的方向一 致；而弯矩图出现转折，即出现尖点，尖点方向与致；而弯矩图出现转折，即出现尖点，尖点方向与 该集中力方向一致。该集中力方向一致。AC段：段：CB段：段：两点连线可以画出两点连线可以画出AC、CB段的弯矩图段的弯矩图,整梁的整梁的弯矩图如图弯矩图如图1-54(c)所示。所示。第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 提高：根据微分的几何意义和内、外力的微分关系，提高：根据微分的几何意义和内、外力的微分关系，(弯矩图比剪力图高一次弯矩图比剪力图高一次,M(x)=FQ(x)，有结论：，有结论：a.a.无均布荷载区段无均布荷载区段，剪力图为，剪力图为水平线水平线;弯矩图为弯矩图为斜线斜线。b.b.有均布荷载区段有均布荷载区段，剪力图为，剪力图为斜直线斜直线;弯矩图为弯矩图为抛物线抛物线。凹向与均布荷载的方向一致。凹向与均布荷载的方向一致。二、画弯矩和剪力图技巧二、画弯矩和剪力图技巧第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图三种典型弯矩图和剪力图三种典型弯矩图和剪力图1.集集 中中 荷荷 载载 作作 用用 点点M图有一尖角，荷载向图有一尖角，荷载向下尖角亦向下；下尖角亦向下；FQ 图有图有一突变，荷载向下突变一突变，荷载向下突变亦向下。亦向下。2、集中力矩作用点、集中力矩作用点M图有一突变，力矩为图有一突变，力矩为顺时针向下突变；顺时针向下突变；FQ 图没有变化。图没有变化。3、均布荷载作用段、均布荷载作用段M图图为抛物线，荷载向下曲线为抛物线，荷载向下曲线亦向下凸；亦向下凸；FQ 图为斜直图为斜直线，荷载向下直线由左向线，荷载向下直线由左向右下斜。右下斜。l/2l/2mm/2m/2m/lFPFPl/4FP/2FP/2l/2l/282qll q第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图本章小结一、知识点一、知识点1.静力学的基本公理和推论；静力学的基本公理和推论；2.平面一般力系和特殊力系的平衡条件及平衡方程的运用；平面一般力系和特殊力系的平衡条件及平衡方程的运用；3.杆件的基本变形形式及内力和应力的概念；杆件的基本变形形式及内力和应力的概念；4.用截面法求解轴心受力构件；用截面法求解轴心受力构件；5.受弯构件的内力和内力图绘制。受弯构件的内力和内力图绘制。二、重点内容二、重点内容1.物体和物体系受力图的绘制；物体和物体系受力图的绘制；2.平面一般力系和特殊力系的平衡条件的运用；平面一般力系和特殊力系的平衡条件的运用；3.利用截面法求内力；利用截面法求内力；4.内力图的绘制。内力图的绘制。第一章第一章 建筑力学基础知建筑力学基础知识识建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 返回目录返回目录返回目录返回目录