建筑力学 静定结构的内力.pptx
《建筑力学 静定结构的内力.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑力学 静定结构的内力.pptx(67页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、四川建筑职业技术学院61 多跨静定梁 61 1工程实例和计算简图 多跨静定梁是由单跨静定梁通过铰加以适当连接而成的结构。多跨静定梁一般要跨越几个相连的跨度,它是工程中广泛使用的一种结构形式,如图所示。多跨静定梁有两种基本形式:第一种如图1b所示,其特点是无铰跨和双铰跨交替出现;第二种如图2b所示,其特点是第一跨无中间铰,其余各跨各有一个中间铰。图1图2第1页/共67页四川建筑职业技术学院61 2多跨静定梁的几何组成 在图b中,AB梁由三根支座链杆与基础相连接,是几何不变体系,能独立承受荷载,称为基本部分。BC梁则必须依靠AB梁和CD梁的支承才能承受荷载并维持平衡,称为附属部分。为清晰起见,可将
2、它们的支承关系用图c表示,这样的图形称为层次图。第2页/共67页四川建筑职业技术学院61 3多跨静定梁的内力计算和内力图绘制 多跨静定梁的约束力计算顺序应该是先计算附属部分,再计算基本部分。即从附属程度最高的部分算起,求出附属部分的约束力后,将其反向加于基本部分即为基本部分的荷载,再计算基本部分的约束力。当求出每一段梁的约束力后,其内力计算和内力图的绘制就与单跨静定梁一样,最后将各段梁的内力图连在一起即为多跨静定梁的内力图。第3页/共67页四川建筑职业技术学院例61 绘制图a所示多跨静定梁的内力图。解(1)绘层次图。梁ABC固定在基础上,是基本部分;梁CDE固定在梁ABC上,为附属部分。第4页
3、/共67页四川建筑职业技术学院(2)求支座反力。取CDE为隔离体(图c),由平衡方程求出CDE梁的支座反力为FCx=0,FCy=20kN,FDy=100kN FAx=0,FAy=48kN,FBy=12kN 第5页/共67页四川建筑职业技术学院(3)绘内力图。各段梁的约束反力求出后,可以分别绘出各段梁的内力图,再将各段梁的内力图连接在一起就是所求的多跨静定梁的内力图。第6页/共67页四川建筑职业技术学院61 4多跨静定梁的内力计算和内力图绘制 图1a、b是多跨相互独立的系列简支梁及其在均布荷载q作用下的弯矩图。图1第7页/共67页四川建筑职业技术学院 比较两个弯矩图可以看出,系列简支梁的最大弯矩
4、大于多跨静定梁的最大弯矩。因而,系列简支梁虽然结构较简单,但多跨静定梁的承载能力大于系列简支梁,在同荷载的情况下可节省材料。图2a、b是一相同跨度、相同荷载作用下的多跨静定梁及其弯矩图。图2第8页/共67页四川建筑职业技术学院62 静定平面刚架 62 1工程实例和计算简图 1.刚架的特点 刚架是由直杆组成的具有刚结点的结构。在刚架中的刚结点处,刚结在一起的各杆不能发生相对移动和转动,变形前后各杆的夹角保持不变,故刚结点可以承受和传递弯矩。第9页/共67页四川建筑职业技术学院2.刚架的分类(1)悬臂刚架 悬臂刚架一般由一个构件用固定端支座与基础连接而成。例 如图所示站台雨蓬。第10页/共67页四
5、川建筑职业技术学院(2)简支刚架简支刚架一般由一个构件用固定铰支座和活动铰支座与基础连接,或用三根既不全平行、又不全交于一点的链杆与基础连接而成。例如图b所示渡槽的槽身。第11页/共67页四川建筑职业技术学院(3)三铰刚架 三铰刚架一般由两个构件用铰连接,底部用两个固定铰支座与基础连接而成。例如图c所示屋架。第12页/共67页四川建筑职业技术学院(4)组合刚架组合刚架通常是由上述三种刚架中的某一种作为基本部分,再按几何不变体系的组成规则连接相应的附属部分组合而成(图 a、b)。(a)(b)第13页/共67页四川建筑职业技术学院62 2 静定平面刚架的内力计算和内力图绘制 1.刚架内力的符号规定
6、 刚架中有横向放置的杆件,也有竖向放置的杆件,为了使杆件内力表达得清晰,在内力符号的右下方以两个下标注明内力所属的截面,第一个下标表示该内力所属杆端的截面;第二个下标表示杆段的另一端截面。例如,杆段AB的A端的弯矩、剪力和轴力分别用MAB、FSAB和FNAB表示;而B端的的弯矩、剪力和轴力分别用MBA、FSBA和FNBA表示。第14页/共67页四川建筑职业技术学院弯矩可自行规定正负,弯矩图绘在杆的受拉一侧。剪力和轴力的正负号规定同前,即剪力以使隔离体产生顺时针转动趋势时为正,反之为负;轴力以拉力为正,压力为负。剪力图和轴力图可绘在杆的任一侧,但须标明正负号。第15页/共67页四川建筑职业技术学
7、院2.刚架内力的计算规律利用截面法,可得到刚架内力计算的如下规律:(1)刚架任一横截面上的弯矩,其数值等于该截面任一边刚架上所有外力对该截面形心之矩的代数和。力矩与该截面上规定的正号弯矩的转向相反时为正,相同时为负。(2)刚架任一横截面上的剪力,其数值等于该截面任一边刚架上所有外力在该截面方向上投影的代数和。外力与该截面上正号剪力的方向相反时为正,相同时为负。第16页/共67页四川建筑职业技术学院(3)刚架任一横截面上的轴力,其数值等于该截面任一边刚架上所有外力在该截面的轴线方向上投影的代数和。外力与该截面上正号轴力的方向相反时为正,相同时为负。3.刚架内力图的绘制(1)由整体或部分的平衡条件
8、,求出支座反力和铰结点处的约束力。(2)选取刚架上的外力不连续点(如集中力作用点、集中力偶作用点、分布荷载作用的起点和终点等)和杆件的连接点作为控制截面,按刚架内力计算规律,计算各控制截面上的内力值。第17页/共67页四川建筑职业技术学院(3)按单跨静定梁的内力图的绘制方法,逐杆绘制内力图,即用区段叠加法绘制弯矩图,由微分关系法绘制剪力图和轴力图;最后将各杆的内力图连在一起,即得整个刚架的内力图。例62 绘制 图a所示悬臂刚架的内力图。解(1)求支座反力。FAx=40 kN,FAy=80 kN,MA=320 kNm 第18页/共67页四川建筑职业技术学院(2)求控制截面上的内力。将刚架分为AB
9、、BC、和CD 三段,取每段杆的两端为控制截面。MDC=0MCD=40kN4m10kN/m4m2m=240kNm (上侧受拉)MCA=MCD=240kNm (左侧受拉)MAC=320kNm (左侧受拉)FSDC=40kNFSCD=40kN10kN/m4m=80kNFSCB=FSBC=0FSAB=FSBA=40kNFNDC=FNCD=0FNAC=FNCA=80kN 第19页/共67页四川建筑职业技术学院(2)绘制内力图。第20页/共67页四川建筑职业技术学院例63 绘制图所示简支刚架的内力图。解(1)求支座反力。FAx=16 kN,FBx=12 kN,FBy=24 kN 第21页/共67页四川建
10、筑职业技术学院(2)求控制截面上的内力。将刚架分为AC、CE、CD和DB四段,取每段杆的两端为控制截面。这些截面上的内力为 MAC=0MCA=2kN/m6m3m=36kNm(左侧受拉)MCD=MCA=36 kNm(上侧受拉)MDC=12kN6m+12 kNm=60 kNm(上侧受拉)MDB=12kN6m=72 kNm(右侧受拉)MBD=0FSAC=0FSCA=2kN/m6m=12 kNFSCE=FSEC=16kNFSED=FSDE=24kNFSDB=FSBD=12kNFNAC=FNCA=16kNFNCD=FNDC=12kNFNDB=FNBD=24kN第22页/共67页四川建筑职业技术学院(3)
11、绘制内力图。(a)(b)M图(kNm)(c)FS图(kN)(d)FN图(kN)第23页/共67页四川建筑职业技术学院例64 绘制图所示三铰刚架的内力图。解(1)求支座反力。取刚架整体为隔离体再取刚架的右半部分为隔离体 第24页/共67页四川建筑职业技术学院(2)绘弯矩图。各杆端弯矩计算如下:(左侧受拉)(上侧受拉)(右侧受拉)(上侧受拉)第25页/共67页四川建筑职业技术学院(3)绘剪力图。DC,CE 两杆是斜杆,采用另一方法求剪力以DC杆为例,取该杆为隔离体 第26页/共67页四川建筑职业技术学院(4)绘轴力图。DC,CE两斜杆的轴力,取结点D为隔离体图。第27页/共67页四川建筑职业技术学
12、院(5)绘制内力图第28页/共67页四川建筑职业技术学院63 静定平面桁架 63 1工程实例和计算简图 1桁架的特点桁架是由直杆组成,全部由铰结点连接而成的结构。2桁架的计算假设(1)桁架的结点都是光滑的理想铰。(2)各杆的轴线都是直线,且在同一平面内,并通过铰的中心。(3)荷载和支座反力都作用于结点上,并位于桁架的平面内。第29页/共67页四川建筑职业技术学院符合上述假设的桁架称为理想桁架,理想桁架中各杆的内力只有轴力。桁架上、下边缘的杆件分别称为上弦杆和下弦杆,上、下弦杆之间的杆件称为腹杆,腹杆又分为竖杆和斜杆。弦杆相邻两结点之间的水平距离d称为节间长度,两支座之间的水平距离l称为跨度,桁
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑力学 静定结构的内力 建筑 力学 静定 结构 内力
限制150内