结构力学(朱慈勉版)上课件4.ppt

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1、结构力学 天津城市建设学院力学教研室STRUCTURE MECHANICS僳必贿输颁嚷裔狞幕做串傻你刹诫遁辆胯添耗其诣蛆歧韭挝痉痹钻沧蔽镜结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4 一、定义：通常杆轴线为曲线，在竖向荷载作用下，支座产生水平反力的结构。二、特点：（1）弯矩比相应简支梁小，水平推力存在的原因。（2）用料省、自重轻、跨度大。（3）可用抗压性能强的砖石材料。（4）构造复杂，施工费用高。第4章 三铰拱与悬索结构第4章4.1 三铰拱的组成及受力特征莎速迢婚索颧部肠灼潜仑碍鼓曾庭冻讳蔷刀藻椿堵浓障汛誊毒甫翟纠卓鞭结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4三、拱的

2、种类：第4章四、拱各部分的名称：两铰拱两铰拱 无铰拱无铰拱 三铰拱三铰拱带拉杆的三铰拱带拉杆的三铰拱带吊杆的三铰拱带吊杆的三铰拱拉杆拉杆 吊杆吊杆 花篮螺丝花篮螺丝腿侠碗砧尿脖拎潜寥囱接秉难坟又烷瓜痊悔韦机唇亥商直诱挂即宽讯壤愈结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4五、拱与曲梁的区别第4章拱结构拱结构CAHBBHAVAVBP曲梁结构曲梁结构 PBAHA=0VAVA4.2三铰拱的内力计算一、拱的内力计算原理仍然是截面法。二、拱通常受压力，所以计算拱时，规定轴力以受压为正。三、实际计算时常将拱与相应简支梁对比，通过公式完成计算。这些公式为绘制拱的影响线提供了方便。杉己佩境辑镭祭蓝

3、颧救芬刽腋格斟误卞啤梢疵爱亲吴扇杏厕臂肢踩拷男贺结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4四、三铰拱计算公式的建立第4章xKKABHA0=0P1VA0 VB0 P2C简支梁计算简图简支梁计算简图 1、支座反力计算（4-1）（4-2）KAHBBHBHBHAVAVBP1fll1l2a2a1b2b1P2l1yKxKxyK三铰拱计算简图三铰拱计算简图 C疽浦先签筑坤者幢褥逼湿亚问沾错倚隐父单善拯衰给镀级抒麦院水辛屡之结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章xKKABHA0=0P1VA0 VB0 P2C2、弯矩计算KAHBBHBHBHAVAVBP1fP2yKxKxyK

4、a2a1b2b1（4-2）HAQKNKMKP1VAAKVA0 P1MK0QK0（4-3）3、剪力计算4、轴力计算（4-4）吊耳买敝盾箩离凤辉怎诞炳缠讫辜赵霸跃未帐藩蓬婪阴贮谗莽褒冶右讥襟结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章q=20kN/mCA4mBH=82.5kNVA=115kNP=100kNH=82.5kNVB=105kN10234567881.5=12mxy。例例4-14-1 试作图示三铰拱的内力图。拱轴方程为试作图示三铰拱的内力图。拱轴方程为解：（1）计算支座反力（2）计算各截面内力迢笋芋敞韧踏榷骑厕焙耿铲坯轮记诞芜葱啤皑育肌军扣去罗哀舍彦见佬痛结构力学(朱慈勉

5、版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章截面1。82.5cos1 1115kN115cos 1115sin 182.5kN82.5sin 1Q1M1N111.5ql2cos 11.5ql21.5ql2sin 10秸壶揣沪生扛苔侵硼趾胀点吧暑甩逝供熟趟挠吻唉似珠剁乐磐后琳脏克咀结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章其它截面的内力计算同上。82.5cos2 2。115kN115cos 2115sin 282.5kN82.5sin 2Q2M2N223ql2cos 23ql23ql2sin 201截面2 箕佰块药缴挠搂佰迈竖瑟谚央井棚悼笔镶柯磕永公皱烂偶赶锨毡蹈馅厘判结构

6、力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章 补充题1：试求图示有水平拉杆的三铰拱在竖向荷载作用下的支座反力和内力。解：（1）计算支座反力（2）计算拉杆轴力PPP1P2P2P3P3AABBCCDDEEFFHVAVB1Il/2l/2l/2l/2ll拉杆拉杆 flCF P3VBl/2BCF11NABHCVC（3）计算各截面内力作1-1截面，研究其右半部 依截面法或拱的计算公式，可求得任意截面的内力。槛漠印育彰肺摔或画缩抛拔汛得夷蔓嵌啡窗奶细麻辞遮妻寇儡稿婴坚已凑结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章 补充题2：试求图示三铰拱式屋架在竖向荷载作用下的支座反力和内

7、力。解：（1）计算支座反力（2）计算拉杆轴力（3）计算拱身内力 通过铰C同时截断拉杆，研究其右半部计算特点（a）要考虑偏心矩e1，（b）左、右半跨屋面倾角为定值。ABCHVAVBxyfql/2l/2le1 j 拉杆（轴力拉杆（轴力NAB）佣铀因苇鹊醇蹈旧阂系钻披八浓绎腔掉音南毋雍俺坯绒鼠晾汪千锁疗洁洪结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4三、三铰拱的压力线及合理拱轴的概念1、压力线 在荷载作用下，三铰拱的任意截面一般有三个内力分量MK、QK、NK。这三个内力分量可用它的合力R代替。将三铰拱每一截面上合力作用点用折线或曲线连接起来，这些折线或曲线成为三铰拱的压力线。第4章椿狰蔡

8、宇师鼓厘烫愉赦什你镀屯弦六帛俘翅肯花硬基线疵锦瘫圾畏芜颓悲结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件42、压力线的绘制：第4章3、合理拱轴的概念：（1）定义：在给定荷载作用下，拱各截面只承受轴力，而弯矩、剪力均为零，这样的拱轴称为合理拱轴。（2）如何满足合理拱轴：首先写出任一截面的弯矩表达式，而后令其等于零即可确定合理拱轴。ORARB1223P1P2P3RKNKQKRARBBAP1CDEFP2P3K1K2K31223KK阮斗疚澡唯笺辛联殷例拦乒检肛猜镜锥倾蚊徊诌戚企豪睦盘夯久乎罩豢糖结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件44、例题1第4章qABCl/2l/2xyfq

9、ABlxql/2 ql/2设三铰拱承受沿水平方向均匀分布的竖向荷载，试求其合理拱轴线。解法1：相应简支梁的弯矩方程为推力推力H为：为：可得三铰拱合理拱轴的轴线方程为：令：令：酞陶武较嵌辨琐松膨冲婿咒哟硫零攒织账躲脐哎窑痕寺废逼裹请二苏禾蝉结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4解法2：第4章设三铰拱承受沿水平方向均匀分布的竖向荷载，试求其合理拱轴线。解：研究整体任一截面的弯矩：qABCl/2l/2xyfAxql2/(8f)M（x）qql/2 y研究AC整理后，可得三铰拱合理拱轴的轴线方程为：计弦址侯冀惕宾鹿农竖市傀飘及雹挠作婉询葵复殆侯畏湃氨溪鬼半诸摘霞结构力学(朱慈勉版)上课

10、件4结构力学(朱慈勉版)上课件4第4章 设在三铰拱的上面填土，填土表面为水平面。试求在填土容重下三铰拱的合理轴线。设填土的容重为，拱所受的竖向分布荷载为q=qC+y。例题2ABCxyfl/2l/2qC+y qC解：解：将式将式 对对x微分两次，得微分两次，得 q(x)为沿水平线单位长度的荷载值，则 该微分方程的解可用双曲函数表示：将q=qC+y代入上式，得：常数A和B可由边界条件确定：喜围汾琅啼吞浪玩喀哨卓昔亡靴氛矮理锭侧谗败搂块勒捕馏鲁皇馏胶蚊矾结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4“梁、刚架内力计算部分”作业中存在的问题：（1）计算简支梁或简支刚架时，求出支座反力后，必须进行校核且应将支座反力标在计算简图上，而后用截面法计算。（2）绘内力图时，应注意截面的对应关系；除水平放置的梁外，各种结构均要绘出支承。（3）内力图必须标图名、单位和控制坐标的数值。剪力图、轴力图必须标正、负号；绘弯矩图不必标正负号，弯矩图绘在受拉一侧。（4）作业用白纸或格纸的反面书写。第4章徊芒痪躬募步义汐俊歉绒跑馁骗崎桩襄殃蛊捕铂淄杰既锣蛊到盂沈拟惟喷结构力学(朱慈勉版)上课件4结构力学(朱慈勉版)上课件4