建筑施工工程-静定梁受力分析
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静定结构的内力分析-建筑结构
一级注册建筑师
静定结构按其受力特性,可以分为静定梁、静定刚架、三铰拱、静定桁架和静定组合结构。
一、静定梁
1 .截面内力分量及正负号规定
平面杆件的任一截面上一般有三个内力分量:轴力N ,剪力Q 和弯矩M 。
内力的正负号一般规定为:
(1 )轴力以受拉为正;
(2 )剪力以绕隔离体顺时针方向为正;
( 3 )弯矩一般不规定正负号(对水平梁通常以使梁的下侧受拉为正)。
内力图一般以杆轴为基线绘制。
弯矩图规定画在杆件的受拉侧,无需标明正负号;剪力图和轴力图则可画在杆件的任一侧(对水平杆件通常将正的剪力和轴力绘于杆件上侧),但需标明正负号。
2 .截面法
截面法是结构内力分析的基本方法。
截面法计算结构内力的基本步骤为:
(1)将结构沿拟求内力的截面切开。
(2)取截面任一侧的部分为隔离体,作出隔离体的受力图;受力图中的力包括两部分:外荷载和截断约束处的约束力(截面内力或支座反力),未知截面内力一般假设为正号方向。
(3)利用静力平衡条件计算所求内力。
对于平面结构,一般情况下隔离体上的各力组成一平面任意力系,故有三个独立的平衡方程(投影方程或力矩方程):
或
特殊情况下,例如截取的是一个铰节点,则各丸组成一平面汇交力系,故有两个独立的投影平衡方程:
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1 结构力学多媒体课件◆几何特性:无多余约束的几何不变体系◆静力特征:仅由静力平衡条件可求全部反力和内力◆常见静定结构:梁、刚架、三铰拱、桁架和组合结构。
◆静定结构受力分析的内容:反力和内力的计算,内力图的绘制和受力性能分析。
◆静定结构受力分析的基本方法:选取脱离体,建立平衡方程。
◆注意静力分析(拆)与构造分析(搭)的联系◆学习中应注意的问题:多思考,勤动手。
本章是后面学习的基础,十分重要,要熟练掌握!容易产生的错误认识:“静定结构内力分析无非就是选取隔离体,建立平衡方程,以前早就学过了,没有新东西”一、反力的计算4kN1kN/mDCBA2m2m 4mCB A20kN/m 4m4m2m6mDCB A(1)上部结构与基础的联系为3个时,对整体利用3个平衡方程,就可求得反力。
(2)上部结构与基础的联系多于三个时,不仅要对 整体建立平衡方程,而且必须把结构打开, 取隔离体补充方程。
1、内力分量及正负规定轴力F N :截面上应力沿杆轴法线方向的合力。
以拉力为正,压力为负。
剪力F Q :截面上应力沿杆轴切线方向的合力。
以绕隔离体顺时针转为正,反之为负。
弯矩M :截面应力对截面中性轴的力矩。
不规定正负,但弯矩图画在受拉侧。
在水平杆中, 当弯矩使杆件下部纤维受拉时为正。
A 端B 端杆端内力 F Q ABF N ABM AB正 F N BA F Q BAM BA 正2、内力的计算方法K截面法:截开、代替、平衡。
内力的直接算式(截面内力代数和法)=截面一边所有外力沿截面法线方向投影的代数和。
轴力FN外力背离截面投影取正,反之取负。
剪力F=截面一边所有外力沿截面切线方向投影代数和。
Q外力绕截面形心顺时针转动,投影取正,反之取负。
弯矩M =截面一边所有外力对截面形心的外力矩之和。
外力矩和弯矩使杆同侧受拉时取正,反之取负。
2、内力的计算方法【例】如图所示简支梁,计算截面C 、D 1、D 2的内力。
2m 4m 2mA2kN/mCBD 1 D 210kN0.2m10kN3.75kN0.25kN3、绘制内力图的规定内力图是表示结构上各截面的内力各杆件轴线分布规律的图形, 作图规定:弯矩图一律绘在受拉纤维一侧,图上不注明正负号;剪力图和轴力图可绘在杆轴线的任一侧(对水平杆件通常把正号的剪力和轴力绘于上方),但必须注明正负号,且正负不能绘在同一侧。