静定结构的受力分析ppt课件.ppt

常州大学机械工程学院力学教研室 1 2020年1月4日8时37分 第3章静定结构的受力分析 1 常州大学机械工程学院力学教研室 2 2020年1月4日8时37分 第3章静定结构的受力分析 静定结构特性 几何特性 无多余联系的几何不变体系静力特征 仅由静力平衡条件可求全部反力内力 静定结构分类 1 静定梁 2 静定刚架 3 三铰拱 4 静定桁架 5 静定组合结构 2 常州大学机械工程学院力学教研室 3 2020年1月4日8时37分 3 1直杆的受力分析 单跨梁受力分析方法 1 单跨梁支反力 2 截面法求指定截面内力 3 作内力图的基本方法 4 弯矩 剪力 荷载集度之间的微分关系 5 叠加法作弯矩图 3 常州大学机械工程学院力学教研室 4 2020年1月4日8时37分 1 单跨梁支座反力 例2 1 1 求图示梁支反力 解 4 常州大学机械工程学院力学教研室 5 2020年1月4日8时37分 内力符号规定 弯矩以使下侧受拉为正剪力绕作用截面顺时针转为正轴力拉力为正 2 截面法求指定截面内力 3 作内力图的基本方法 内力方程式 弯矩方程式 剪力方程式 轴力方程式 5 常州大学机械工程学院力学教研室 6 2020年1月4日8时37分 例2 1 2 求跨中C截面内力 并作内力图 解 下侧受拉 6 常州大学机械工程学院力学教研室 7 2020年1月4日8时37分 7 常州大学机械工程学院力学教研室 8 2020年1月4日8时37分 4 弯矩 剪力 荷载集度之间的微分关系 微分关系 8 常州大学机械工程学院力学教研室 9 2020年1月4日8时37分 1 无荷载分布段 q 0 FS图为水平线 M图为斜直线 2 均布荷载段 q 常数 FS图为斜直线 M图为抛物线 且凸向与荷载指向相同 3 集中力作用处 FS图有突变 且突变量等于力值 M图有尖点 且指向与荷载相同 4 集中力偶作用处 M图有突变 且突变量等于力偶值 FS图无变化 5 两截面的剪力之差等于两截面间分布荷载图的面积 两截面的弯矩之差等于两截面间剪力图的面积 9 常州大学机械工程学院力学教研室 10 2020年1月4日8时37分 例2 1 4作梁的内力图 1 无荷载分布段 q 0 FS图为水平线 M图为斜直线 3 集中力作用处 FS图有突变 且突变量等于力值 M图有尖点 且指向与荷载相同 10 常州大学机械工程学院力学教研室 11 2020年1月4日8时37分 例2 1 5作梁的内力图 解 1 确定约束力 FAy M0 lFBy M0 l 4 集中力偶作用处 M图有突变 且突变量等于力偶值 FS图无变化 11 常州大学机械工程学院力学教研室 12 2020年1月4日8时37分 例2 1 6作梁的内力图 解 2 均布荷载段 q 常数 FS图为斜直线 M图为抛物线 且凸向与荷载指向相同 12 常州大学机械工程学院力学教研室 13 2020年1月4日8时37分 练习 利用上述关系作弯矩图 剪力图 13 常州大学机械工程学院力学教研室 14 2020年1月4日8时37分 14 20 37 载荷集度 剪力和弯矩的关系 例2 1 7绘出下面外伸梁的剪力和弯矩图 15 20 37 4 5载荷集度 剪力和弯矩的关系 计算约束反力 画出剪力图 16 20 37 4 5载荷集度 剪力和弯矩的关系 FS 哪个是对的 根据微分关系列表如下 M 常州大学机械学院力学教研室 17 常州大学机械工程学院力学教研室 18 2020年1月4日8时37分 5 叠加法作弯矩图 准备工作 18 常州大学机械工程学院力学教研室 19 2020年1月4日8时37分 19 常州大学机械工程学院力学教研室 20 2020年1月4日8时37分 叠加法作弯矩图 注意 是竖标相加 不是图形的简单拼合 M kN m 4 5 20 常州大学机械工程学院力学教研室 21 2020年1月4日8时37分 6 斜梁的内力计算 21 常州大学机械工程学院力学教研室 22 2020年1月4日8时37分 7 分段叠加法作弯矩图 22 常州大学机械工程学院力学教研室 23 2020年1月4日8时37分 练习 分段叠加法作弯矩图 23 常州大学机械工程学院力学教研室 24 2020年1月4日8时37分 例2 1 7作梁的内力图 1 求约束反力 2 作M图 很重要仔细看 24 常州大学机械工程学院力学教研室 25 2020年1月4日8时37分 25 常州大学机械工程学院力学教研室 26 2020年1月4日8时37分 1 多跨静定梁的组成 基 附关系层叠图 3 2多跨静定梁受力分析 附属部分 不能独立承载的部分 基本部分 能独立承载的部分 26 常州大学机械工程学院力学教研室 27 2020年1月4日8时37分 练习 区分基本部分和附属部分并画出关系图 27 常州大学机械工程学院力学教研室 28 2020年1月4日8时37分 2 多跨静定梁的内力计算 多跨静定梁传力次序 作用于附属部分必传至基本部分 反之不然 首先计算附属部分 再计算基本部分 28 常州大学机械工程学院力学教研室 29 2020年1月4日8时37分 3 多跨静定梁的受力特点 简支梁 两个并列 多跨静定梁 连续梁 为何采用多跨静定梁这种结构型式 29 常州大学机械工程学院力学教研室 30 2020年1月4日8时37分 例2 2 1作多跨静定梁的内力图 30 常州大学机械工程学院力学教研室 31 2020年1月4日8时37分 例2 2 2作如图所示多跨静定梁的内力图 已知 计算顺序为 31 常州大学机械工程学院力学教研室 32 2020年1月4日8时37分 32 常州大学机械工程学院力学教研室 33 2020年1月4日8时37分 例2 2 3作多跨静定梁的内力图 内力计算的关键在于 正确区分基本部分和附属部分 熟练掌握单跨梁的计算 33 常州大学机械工程学院力学教研室 34 2020年1月4日8时37分 34 常州大学机械工程学院力学教研室 35 2020年1月4日8时37分 例2 2 4对图示静定梁 欲使AB跨的最大正弯矩与支座B截面的负弯矩的绝对值相等 确定铰D的位置 解 35 常州大学机械工程学院力学教研室 36 2020年1月4日8时37分 与简支梁相比 弯矩较小而且均匀 从分析过程看 附属部分上若无外力 其上也无内力 36 常州大学机械工程学院力学教研室 37 2020年1月4日8时37分 练习 利用微分关系等作弯矩图 37 常州大学机械工程学院力学教研室 38 2020年1月4日8时37分 练习 利用微分关系等作弯矩图 相互平行 相互平行 38 常州大学机械工程学院力学教研室 39 2020年1月4日8时37分 练习 利用微分关系 叠加法等作弯矩图 39 常州大学机械工程学院力学教研室 40 2020年1月4日8时37分 例2 2 5作梁的内力图 40 常州大学机械工程学院力学教研室 41 2020年1月4日8时37分 多跨静定梁在间接荷载作用下的内力计算 计算主梁时 一般假设纵梁简支在横梁上 而横梁则支承在主梁上 作用在纵梁上的荷载通过横梁传给主梁 不论纵梁承受何种荷载 主梁是只在横梁所在的结点处承受集中荷载的作用 例2 2 6作结构主梁的内力图 41 42 2020年1月4日8时37分 42 常州大学机械工程学院力学教研室 43 2020年1月4日8时37分 刚架是由梁柱组成的含有刚结点的杆件结构 弯矩分布均匀可利用空间大 一 刚架的受力特点 3 3静定刚架受力分析 梁 桁架 刚架 43 常州大学机械工程学院力学教研室 44 2020年1月4日8时37分 静定刚架的分类 二 刚架的支座反力计算 44 常州大学机械工程学院力学教研室 45 2020年1月4日8时37分 1 单体刚架 联合结构 的支座反力 约束力 计算 例3 3 1 求图示简单刚架的支座反力 解 45 常州大学机械工程学院力学教研室 46 2020年1月4日8时37分 解 2 46 常州大学机械工程学院力学教研室 47 2020年1月4日8时37分 解 3 47 常州大学机械工程学院力学教研室 48 2020年1月4日8时37分 例4 求图示刚架AC的约束力 解 48 常州大学机械工程学院力学教研室 49 2020年1月4日8时37分 例5 求图示刚架中拉杆的轴力和在E点的约束力 解 1 取整体 49 常州大学机械工程学院力学教研室 50 2020年1月4日8时37分 例5 求图示刚架中拉杆的轴力和在E点的约束力 2 取CE杆件 50 常州大学机械工程学院力学教研室 51 2020年1月4日8时37分 例5 求图示刚架中拉杆的轴力和在E点的约束力 4 取DBE杆件 51 常州大学机械工程学院力学教研室 52 2020年1月4日8时37分 3 复合刚架 主从结构 的支座反力 约束力 计算 方法 先算附属部分 后算基本部分 计算顺序与几何组成顺序相反 解 1 取附属部分BE 2 取整体部分 若附属部分上无外力 附属部分上的约束力是否为零 52 常州大学机械工程学院力学教研室 53 2020年1月4日8时37分 习题 求图示CAB的约束力 解 1 取整体 2 取CD杆件 1 53 常州大学机械工程学院力学教研室 54 2020年1月4日8时37分 3 取CAB杆件 54 常州大学机械工程学院力学教研室 55 2020年1月4日8时37分 习题 求图示体系约束力 解 1 BE杆 1 2 DEF杆 代入 1 式 得 55 常州大学机械工程学院力学教研室 56 2020年1月4日8时37分 习题 求图示体系约束力 3 BC杆 4 ABC杆 56 常州大学机械工程学院力学教研室 57 2020年1月4日8时37分 习题 求图示体系约束力 5 整体 若采用GH杆要方便 57 常州大学机械工程学院力学教研室 58 2020年1月4日8时37分 三 刚架指定截面内力计算 与梁的指定截面内力计算方法相同 例1 求图示刚架1 2截面的弯矩 解 1 整体 2 BC杆 58 常州大学机械工程学院力学教研室 59 2020年1月4日8时37分 例1 求图示刚架1 2截面的弯矩 截断1截面 取图示结构 59 常州大学机械工程学院力学教研室 60 2020年1月4日8时37分 截断2截面 取图示结构 60 常州大学机械工程学院力学教研室 61 2020年1月4日8时37分 1 无荷载分布段 q 0 FS图为水平线 M图为斜直线 2 均布荷载段 q 常数 FS图为斜直线 M图为抛物线 且凸向与荷载指向相同 3 集中力作用处 FS图有突变 且突变量等于力值 M图有尖点 且指向与荷载相同 4 集中力偶作用处 M图有突变 且突变量等于力偶值 FS图无变化 5 两截面的剪力之差等于两截面间分布荷载图的面积 两截面的弯矩之差等于两截面间剪力图的面积 四 刚架弯矩图的绘制 拆成单个杆 求出杆两端的内力 按与单跨梁相同的方法画 61 常州大学机械工程学院力学教研室 62 2020年1月4日8时37分 FN图 FS图 例2 4 1 画图示刚架的内力图 解 1 求约束反力 62 常州大学机械工程学院力学教研室 63 2020年1月4日8时37分 例2 4 2图示结构 试作其内力图 中间的图 为什么要6 9 4 63 常州大学机械工程学院力学教研室 64 2020年1月4日8时37分 例2 4 3 画图示刚架的内力图 FN图 FS图 M图 为什么他们相邻的杆件弯矩相等 64 常州大学机械工程学院力学教研室 65 2020年1月4日8时37分 例2 4 4 画图示刚架的内力图 FN图 FS图 M图 65 常州大学机械工程学院力学教研室 66 2020年1月4日8时37分 例2 4 5 画图示刚架的内力图 FN图 FS图 M图 中间部分弯矩的正负 66 常州大学机械工程学院力学教研室 67 2020年1月4日8时37分 例2 4 6 画图示刚架的内力图 FN图 FS图 M图 67 常州大学机械工程学院力学教研室 68 2020年1月4日8时37分 例2 4 7 画图示刚架的内力图 FN图 FS图 M图 比较特殊 把Fax迁移到C点所以CD的中点弯矩为零 68 常州大学机械工程学院力学教研室 69 2020年1月4日8时37分 练习 作图示结构弯矩图 69 常州大学机械工程学院力学教研室 70 2020年1月4日8时37分 练习 作图示结构弯矩图 70 常州大学机械工程学院力学教研室 71 2020年1月4日8时37分 例2 4 8 作图示三铰刚架的内力图 1 2ql平方怎么来的 71 常州大学机械工程学院力学教研室 72 2020年1月4日8时37分 练习 作图示结构弯矩图 把Fdx迁移到A点上端 72 常州大学机械工程学院力学教研室 73 2020年1月4日8时37分 例作出图示刚架的内力图 并进行校核 73 常州大学机械工程学院力学教研室 74 2020年1月4日8时37分 74 常州大学机械工程学院力学教研室 75 2020年1月4日8时37分 C 作业 3 1 b 试用分段叠加法作梁的M图 75 常州大学机械工程学院力学教研室 76 2020年1月4日8时37分 C 作业 3 1 d 试用分段叠加法作梁的M图 76 常州大学机械工程学院力学教研室 77 2020年1月4日8时37分 C 作业 3 1 f 试用分段叠加法作梁的M图 77 常州大学机械工程学院力学教研室 78 2020年1月4日8时37分 作业 3 1 h 试用分段叠加法作梁的M图 78 常州大学机械工程学院力学教研室 79 2020年