结构力学复习资料
- 格式:doc
- 大小:1.20 MB
- 文档页数:7
图2图3图1结构力学复习资料一、填空题1.杆系结构中联结杆件的基本结点有 铰结点 和 刚结点 两种。
2.连接n 根杆件的复铰,相当于 n-1 个单铰, 2n-2 个约束。
3.无荷载作用杆段,其剪力图表现为一条 平直线 ,弯矩图则为一条 斜直线 。
4.如右图(1)示桁架,杆1、2的内力分别为 4 kN 和 零 kN 。
5.运用图乘法时,两图中至少应有一图是 直线 图,且形心纵坐标y c 一定是取自于 直线 图。
6.如右图(2)结构, 4 次超静定。
若用力法求解,则有 4 个未知量;若用位移法求解,则有 3 个未知量,其中角位移未知量有 2 个,线位移未知量有 2 个。
7.如图(3)所示基本结构中,应视B 支座为 固定支座 , 则 转动刚度S BA = 4i=12 ,S BC = 3i=12 。
8.绘制影响线有 静定 和 机动 两种方法。
9、杆系结构按其受力特性不同可分为: 梁 、拱、 刚架 、 桁架 、组合结构、悬臂结构。
10、拱的主要特征是在竖向荷载作用下会产生 水平推力 。
11、计算桁架内力的方法有两种,分别是 截面法 和 结点法 。
12、从几何组成上讲,静定和超静定结构都是 几何不变 体系,前者 无 多余约束而后者 有 多余约束。
13、连接n 根杆件的复铰相当于 n-1 个单铰,相当于 2n-2 个约束,一个固定铰支座相当于 2 个约束,一个固定端支座相当于 3 个约束。
14、几何不变体系的三个基本组成规则分别是三刚片规则、 二元体 规则、 两刚片规则。
15、力法中符号ij δ表示基本结构中在 xj=1 作用下沿 xi 方向的位移,一次超静定结构的力法基本方程为 δ11X 1 + Δ1P = 0 。
16、力矩分配法中的刚节于某个节点的分配系数和等于 1 。
17、绘制影响线的两种基本方法有静力法和 机动 法。
19.在固定荷载作用下使拱处于无弯矩状态的轴线称为合理拱轴线 。
20.静定多跨梁由 附属 部分和 基础 部分组成,在计算时应遵循的 原则是先计算附属部分,再计算 基础 部分。
结构力学重难点复习资料第二章结构的几何构成分析1、首先必须深刻理解几个基本概念,这几个概念层层递进。
●几何不变体系:不计材料应变情况下,体系的位置和形状不变。
在几何构成分析中与荷载无关,各个杆件都是刚体。
●刚片:形状不变的物体,也就是刚体。
在几何构成分析中,刚片的选取非常重要,也非常灵活,可大可小,小至一根杆,大至地基基础,皆可视为刚片。
●自由度:体系运动时可以独立改变的坐标的数目。
在平面内,一点有2个自由度,一刚片有3个自由度。
●约束:减少自由度的装置。
一根链杆(或链杆支座)相当于1个约束;一个铰(或铰支座)相当于2个约束,注意两根链杆和一个铰在约束方面的功能完全可等同,可根据几何构成分析的需要相互转换,另外注意瞬铰的概念,两根链杆直接铰接在一点,该点可视为实铰,两根链杆延长后相交在一点,该点则是瞬铰,一个瞬铰也相当于2个约束,两根链杆若平行,瞬铰在平行方向的无穷远处;一个刚结点(或固定端)相当于3个约束。
●多余约束:增加一个约束,体系的自由度并不减少,该约束就是多余约束。
注意一个约束是否多余约束,必须视必要约束而定。
只有必要约束确定后才能确定多余约束,不能直接说哪个约束是多余约束。
2、必须深刻理解几何不变体系的组成规律。
教材上列出4个规律,其实基本的规律只有一个,就是三角形规律,即小学数学就传授的“三角形是稳定的”。
片法则、三刚片法则中“三铰不共线”、“三链杆不互相平行或相交于一点”的条件,若不满足,则为瞬变体系。
3、给大家推荐几何构成分析的基本思路和步骤●若有基础,首先看基础以外部分与基础的联系数:等于3,则只分析基础以外部分,若几何不变,则整体几何不变,若几何可变,则整体几何可变;不等于3,则须将基础作为一个刚片来分析;●观察是否有二元体,剔除所有的二元体;从基本的刚片(特别是铰接三角形)出发,不断地扩大刚片,用两刚片法则或三刚片法则来分析,有些杆件较多的体系可能须多次运用两刚片法则或三刚片法则来分析。
结构力学复习资料(整理)1. 引言本文整理了结构力学的重要概念和公式,以帮助读者复和掌握相关知识。
2. 静力学2.1 受力分析- 讲解了受力分析的基本原理和常用方法,如平衡方程和自由体图法。
- 提供了受力分析的步骤和实例,以加深理解。
2.2 结构的静力平衡- 介绍了结构的静力平衡条件,包括平衡方程和力矩平衡方程。
- 强调了结构的静力平衡在工程中的重要性。
2.3 支座反力计算- 讲解了支座反力计算的方法,包括自由体图法和平衡方程。
- 提供了支座反力计算的实例和注意事项。
3. 动力学3.1 动力学基本概念- 解释了动力学的基本概念,包括质点、力、加速度等。
- 提供了动力学相关公式和例题,以加强记忆。
3.2 牛顿第二定律- 介绍了牛顿第二定律的含义和应用,强调了力和加速度之间的关系。
- 提供了牛顿第二定律的公式和应用实例,帮助读者理解和运用该定律。
3.3 动量与冲量- 解释了动量与冲量的概念和计算方法。
- 强调了动量守恒定律和冲量定律的重要性。
- 提供了动量与冲量的公式和练题。
4. 应力与应变4.1 应力的概念- 介绍了应力的定义和常见类型,如拉应力、压应力和剪应力。
- 解释了应力的计算方法和单位,以及应力与受力的关系。
4.2 应变的概念- 讲解了应变的定义和类型,如线性应变和剪切应变。
- 强调了应变的计算方法和单位,以及应变与形变的关系。
4.3 应力-应变关系- 介绍了应力-应变关系的基本原理,包括胡克定律和弹性模量的概念。
- 提供了应力-应变关系的公式和实例,以帮助读者理解和运用该关系。
5. 结语本文整理了结构力学的复资料,包括静力学、动力学和应力与应变的重要概念和公式。
希望本文可以帮助读者复和巩固相关知识,提高结构力学的理解和应用能力。
以上为结构力学复习资料的简要整理,更详细的内容请参考相关教材和课堂讲义。
结构力学复习题一、单项选择题1。
图示体系为( )题1图A。
无多余约束的几何不变体系B.有多余约束的几何不变体系C。
瞬变体系D.常变体系2. 图示结构用位移法计算时,其基本未知量数目为()。
A。
角位移=2, 线位移=2B. 角位移=4,线位移=2C. 角位移=3,线位移=2D. 角位移=2,线位移=13.图示结构AB杆杆端弯矩M BA(设左侧受拉为正)为()A.2Pa B。
PaC。
3Pa D.-3Pa题2图题3图4。
在竖向均布荷载作用下,三铰拱的合理轴线为()A.圆弧线B.二次抛物线C。
悬链线D。
正弦曲线5。
图示结构DE杆的轴力为( )A.-P/4B.-P/2C.PD.P/26.图示结构,求A、B两点相对线位移时,虚力状态应在两点分别施加的单位力为() A。
竖向反向力B。
水平反向力C。
连线方向反向力 D.反向力偶题5图题6图7。
位移法解图示结构内力时,取结点1的转角作为Z1,则主系数r11的值为()A.3i B.6iC。
10i D.12i题7图8.图示对称刚架,具有两根对称轴,利用对称性简化后的计算简图为()A。
B。
C.D。
题8图9。
计算刚架时,位移法的基本结构是()A.超静定铰结体系B。
单跨超静定梁的集合体C。
单跨静定梁的集合体 D.静定刚架10.图示梁在移动荷载作用下,使截面K产生最大弯矩的最不利荷载位置是()A。
B.C 。
D 。
题10图11.图示杆件体系为( ) A .无多余约束的几何不变体系 B .有多余约束的几何不变体系 C .瞬变体系D .常变体系12.图示结构,截面C 的弯矩为( ) A .42qlB .22qlC .2qlD .22ql题11图 题12图13.图示刚架,支座A 的反力矩为( )A .2PlB .PlC .23Pl D .2Pl14.图示桁架中零杆的数目为(不包括支座链杆)( ) A .5 B .6 C .7D .8题13图 题14图15.图示三铰拱,支座A 的水平反力为( ) A .0。
结构力学复习资料结构力学复习资料结构力学是土木工程中的重要学科,它研究的是结构的力学性能和行为。
在土木工程实践中,结构力学的知识和技能是必不可少的。
本文将为大家提供一份结构力学的复习资料,帮助大家回顾和巩固相关知识。
一、力学基础结构力学的基础是力学,因此在复习结构力学之前,我们需要回顾一些力学的基本概念和原理。
力学分为静力学和动力学两个部分,其中静力学研究的是物体在平衡状态下的力学性质,动力学研究的是物体在运动状态下的力学性质。
在结构力学中,我们主要关注静力学。
1.1 牛顿定律牛顿定律是力学的基础,它包括三个定律:第一定律(惯性定律)、第二定律(运动定律)和第三定律(作用-反作用定律)。
第一定律指出,物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动;第二定律指出,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比;第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
1.2 力的分解与合成在结构力学中,我们常常需要将一个力分解为几个分力,或者将几个力合成为一个合力。
力的分解与合成是力学中的重要概念和方法。
通过力的分解与合成,我们可以更好地理解和计算结构受力情况。
1.3 支反力与力的平衡在结构力学中,我们需要计算结构受力情况并确定支反力。
支反力是指结构中支撑点或支座对结构施加的力,它们对结构的平衡和稳定性起着重要作用。
力的平衡是指结构中所有受力的合力和合力矩为零,即结构处于静力平衡状态。
二、结构受力分析在复习结构力学时,我们需要掌握结构受力分析的方法和技巧。
结构受力分析是指通过计算和分析结构中各个部分的受力情况,确定结构的强度和稳定性。
2.1 静定结构与超静定结构结构根据受力条件的不同,可以分为静定结构和超静定结构。
静定结构是指结构中的未知力个数等于方程个数,可以通过力的平衡方程求解;超静定结构是指结构中的未知力个数大于方程个数,需要通过其他方法求解,如位移法、力法等。
2.2 集中力与分布力在结构受力分析中,我们需要考虑集中力和分布力对结构的影响。
一、填空题1、有多余约束的几何不变体称为_________。
2、位移法中k12表示基本体系在_________单独作用时,在第_________个附加约束中产生的约束力。
3、当三铰拱的轴线为合理拱轴时,其横截面上的内力只有_________,三铰拱在竖向均布荷载作用下的合理拱轴线是:_________。
4、一个单铰相当于_________个约束。
5、本来是几何可变,经过微小位移后又变成几何不变体系称为_________。
6、结构位移产生的原因主要有_________、_________、_________。
7、根据结构构件的几何特征,可以将建筑结构分为_________、_________和实体结构。
8、根据荷载作用时间的久暂,荷载可以分为_________荷载和_________荷载。
9、由于三铰拱支座处存在_________,使得三铰拱截面上的弯矩,比跨度相同,荷载相同的简支梁要小。
10、平面内一刚片有_________个自由度;一个刚结点相当于_________约束。
11、两个刚片通过一个单铰联结,该单铰相当于()个约束。
12、力法中Δ1p表示基本结构在_________单独作用时,沿_________方向的位移。
13、位移法中R1P表示基本体系在_________单独作用时,在第_________个附加约束中产生的约束力。
14、当三铰拱的轴线为合理拱轴时,其横截面上的内力只有_________,三铰拱在静水压力作用下的合理拱轴线是:_________。
15、一个联结三个刚片的复铰相当于_________个单铰。
16、将刚结处改为单铰联结相当于去掉_________个联系。
18、对称结构在对称荷载作用下弯矩图_________,剪力图_________,轴力图_________。
19、无多余约束的几何不变体称为_________。
二、单项选择题1、图-1所示结构自由度W为()。
A.-1 B.0 C.2 D.-22、与简支梁相比,下列有关三铰拱说法错误的是()。
1.结构力学包括的杆件类型分为哪几类?梁,拱,桁架,刚架,组合结构2.承担荷载,传递荷载,其股价作用的平面体系称为结构。
3.常用的结点简化有哪几种?铰接点,刚结点4.结构的组成分析,三刚片连接原则?三刚片用不在同一条直线上的三个铰两两相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
5.什么叫杆系结构?由若干杆件通过铰接,刚接,链杆连接起来组成的结构体系称为杆系结构。
6.计算自由度公式,三中计算结果?以刚片为研究对象:W=3m-2h-r (m为刚片数,h为单铰数,r为支座链杆数)以结点为研究对象:W=2j-b-r (j为铰接点数,b为链杆数,r为支座链杆数)三种计算结果:W>0时,说明体系联系不够,有独立的运动参变量,体系为几何可变体系;W=0时,说明体系具有几何不变体系所需的最少联系数;W<0时,说明体系具有多余联系。
13页例2.2:以结点为研究对象,由题可得:j=8, 链杆数为b=13,支座链杆数r=3故:w=2j-b-r=2x8-13-3=07.单铰,实铰,复铰,虚铰的概念?单铰:连接两刚片之间的铰称为单铰,一个单铰相当于两根链杆作用,减少2个自由度。
复铰:连接两个以上刚片的铰称为复铰。
实铰:连接两刚片的两个链杆直接相交所形成的铰称为实铰。
虚铰:两链杆中各自链杆杆件轴线延长线的交点。
8.什么事二元体,几何组成分析?二元体:有两根不在同一直线上的链杆铰接产生一个新结点的装置。
两刚片规则:两刚片用一个铰和一根不过铰心的链杆相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
(14页图2.9)三刚片规则:三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
(14页图2.10)二元体规则:在一个原体系上依次增加或减少二元体,体系的几何不变性保持不变。
(15页图2.11)几何组成分析:16页至17页例2.3,例2.4,例2.5。
9.静定结构:从组成看,无多余联系的几何不变体系;从静力分析看,在任意荷载作用下,其支座反力及各杆件内力均可由静力平衡条件唯一确定的结构。
结构⼒学总复习第⼀章绪论1-1杆件结构⼒学的研究对象和任务杆件结构结构:承受荷载的建筑物和构筑物或其中的某些受⼒构件都可称之为结构。
1-2杆件结构的计算简图杆件间连接区简化为结点(铰结点、刚结点、组合结点)(1)铰结点(Hinge joint):被连接的杆件在连接处不能相对移动,但可相对转动。
(2)刚结点(Rigid joint)被连接的杆件在连接处既不能相对移动,⼜不能相对转动。
(3)组合结点同⼀结点处,有些杆件为刚结,有些为铰接。
⽀座(support)是指把结构与基础联系起来的装置。
传递荷载,固定结构的位置。
(1)活动铰⽀座(Roller support)可以转动和⽔平移动,但不能竖向移动。
提供竖向约束反⼒(2)固定铰⽀座(Hinge support)可以转动,但不能竖向移动和⽔平移动。
提供竖向和⽔平约束反⼒。
(3)固定⽀座(Fixed support)不能竖向移动、⽔平移动和转动。
提供竖向、⽔平约束反⼒和约束⼒矩(4)定向⽀座(Directional support)可以⽔平移动,不能竖向移动和转动。
提供竖向反⼒和约束⼒矩本章思考题1、杆系结构、板壳结构与实体结构的主要差别是什么?杆件结构的基本特征是它的长度远⼤于其他两个⽅向的尺度——截⾯⾼度和宽度,杆件结构是由若⼲这种杆件所组成的。
薄壁结构是厚度远⼩于其他两个尺度的结构。
实体结构是指三个⽅向的尺度为同⼀量级的结构。
例:挡⼟墙,堤坝,块式基础2、拱和梁的区别是什么?简单的说,梁在荷载作⽤下,在⽀撑处只产⽣向上的反⼒,⽽拱在荷载作⽤下,在⽀撑处不但产⽣向上的反⼒,还有⼀个⽔平⼒,这是区分梁和拱的⼀个最基本的条件4. 刚架与桁架的区别是什么?刚架是由梁和柱组成的结构,各杆件主要受弯。
刚架的结点主要是刚结点,也可以有部分的铰结点和组合结点。
桁架是由若⼲杆件在两端⽤铰联结⽽成的结构。
桁架各杆的轴线都是直线,当仅受作⽤于结点的荷载时,各杆只产⽣轴⼒。
1、飞机外载荷分类按产生载荷的环境,分为:飞行载荷和地面载荷 按载荷所作用的结构部位,分为:表面力和体力 按载荷作用的区域大小,分为:分布力和集中力按载荷随时间的变化速率,分为:静载荷、动载荷、冲击载荷和疲劳载荷2、飞机结构强度设计准则静强度设计。
静载荷特点:不考虑载荷随时间的变化的影响。
以飞机使用中遭遇到的载荷中的最严重的情况为依据进行结构强度校核。
动强度设计。
动载荷特点:非常迅速地作用到结构上,结构上质点的形变和位移的变化也很快,从而产生惯性力。
采用在静载荷基础上乘以一个大于1的动载荷系数的方法考虑动载荷的影响。
保证结构的颤振临界速度大于使用中的最大速度。
冲击强度设计。
冲击载荷特点:载荷作用极其迅猛,使结构局部产生很大的变形和应力集中。
采用“冲击韧性”作为强度准则。
疲劳强度设计。
交变(疲劳)载荷特点:波动的、呈现重复加载和卸载形式,载荷变化幅度较小——准静态载荷;结构和材料在远小于静态极限强度的交变应力的长时间作用下可能产生疲劳裂纹,并持续扩展,直至发生突然的断裂破坏。
采用疲劳或断裂破坏准则。
3、飞机结构强度设计准则的演变历程:传统的静强度设计;应用疲劳设计准则的安全寿命设计;考虑使用与维修的经济性和应用断裂力学准则的耐久性和损伤容限设计;应用结构可靠性分析方法的可靠性设计。
4、《飞机强度(刚度)规范》的一些基本概念⑴设计情况:飞机结构能够承受各种可能载荷分布中最不利、最严峻的组合。
⑵限制载荷(使用载荷):在整个飞机使用寿命期内预期出现的最大载荷。
⑶极限载荷(设计载荷):考虑飞机乘员的生理承受能力并不至于导致飞机结构发生破坏或永久变形的最大飞行载荷。
⑷安全系数:极限载荷和限制载荷的比值,大于1;对飞机结构,除了个别特殊要求外,一般都取为1.5。
⑸飞机重心过载:作用在飞机某方向除重力之外的外载荷与飞机重量的比值;飞机在y 轴方向的过载是飞机结构设计的主要指标之一。
5、 《飞机强度(刚度)规范》的主要内容根据不同的飞机类型和所执行的特定飞行任务,对飞机载荷的类型和大小、飞机的设计情况和飞机的强度、刚度等建立明确的要求,规定相应的设计准则。
军用飞机的强度规范,由军队主管部门审批通过,而民用飞机的强度规范,则反映在民航主管部门审定的飞机适航性条例中。
6、飞机结构力学研究的基本原则和基本假设⑴平衡关系:如果一个结构在力的作用下处于平衡状态,则作用在结构上的力必定是一个平衡力系;处于平衡结构中的每个构件的受力也必定是平衡的。
0F 0F 0Fz xy ===∑∑∑,,⑵物理关系:虎克定律。
E=σε;Gτγ=;()ν+=12EG ;ν是泊松比,E G 是材料的弹性模量⑶变形协调关系:结构在载荷作用下发生变形时,其各部分之间一定是协调的,不允许发生断裂或重叠现象。
7、飞机结构力学研究的基本假设⑴小变形假设:因载荷引起的飞机结构变形很小,假设变形不影响结构几何尺寸和形状,根据变形前的几何形状建立平衡方程。
⑵线性弹性假设:认为结构是线弹性系统。
所谓弹性是指在载荷作用下,结构产生内力和变形,当载荷去掉后,内力和变形也随之消失,结构恢复到原状态,而无残余变形。
所谓的线性是指载荷在结构中引起的内力和变形服从胡克定律,即材料的弹性模量保持常数。
8、广义力与广义位移的定义任何一个或一组相互有关的力,如果可以用一个代数量来表示它,则称它为一个广义力。
P = [P , M T , M ] 与此广义力相对应的位移称为广义位移。
∆ = [∆, ϕ, θ]T广义力与相应的广义位移乘积的“1/2”等于该广义力所做的功。
()∆=++∆=P M M P W 2121T θϕ承受常剪流作用的矩形板2ΔLLh143qγGtqF q L Q W m ⨯=∆=212112变轴力杆1(b)q2(a)N 1 N 2N xLd x x1 2N 1N 2x L N N N N x 121-+= x Ef Nx x x d d d ==∆ε)2(6)2(6[21d 212122110N N Ef L N N N Ef L N N W x L+⨯++⨯=∆=⎰梯形受剪板1ϕq2ϕh 1h 2L)tg 5.11(2122ϕ+=Gt F q W m)(2121ϕϕϕ+=9、虚功原理:力学中最基本而且最普遍的原理之一。
⑴用途:求解平衡问题最一般的方法。
实位移(u ):由外力引起的、与外力紧密相关的、客观存在着的位移。
实功(W ):外力在相应实位移上所做的功、弹性体内力在相应变形上所做的功。
虚位移(δu ):假想的、满足约束条件的、任意的、微小的连续位移;对于弹性体,凡是在内部满足变形连续条件、在边界上满足几何约束条件的任何一种微小位移都可选作为虚位移;在发生虚位移的瞬间,弹性系统原外力和内力均保持不变。
虚功(δW ):弹性系统发生虚位移时,原外力在作用点发生的相应虚位移上所做的功、原内力在虚位移引起的相应变形上所做的功。
u P W δδ=外力虚功(δW E ):S u X V u X W sVd }δ{}{d }δ{}{δTT E⎰⎰+=内力虚功(δW I )V W Vd }δ{}{δT I⎰-=εσ虚应变能(δu )V UVd }δ{}{δTεσ⎰=虚功原理(虚位移原理)如果弹性系统在外力作用下处于平衡状态,则当系统发生满足变形连续条件和给定的几何约束条件的、任意的、微小的虚位移时,系统中所有的外力和内力所做的虚功总和为零。
如果一个弹性体在给定的外力作用下处于平衡,则对于约束条件允许的、任意的虚位移,外力所做的虚功等于弹性体的虚应变能。
外力和内力所做的虚功总和为零是物体处于平衡的充分必要条件。
11、虚功原理用于考察一组已经满足变形协调条件的位移分量和应变分量是否满足平衡条件和如何才能满足平衡条件。
虚功原理以位移或应变作为基本未知量。
余虚功原理用于考察一组已经满足平衡条件的应力分量是否满足变形协调条件和如何才能满足变形协调条件。
余虚功原理以力或应力作为基本未知量。
余虚功原理与虚功原理互补。
余虚功原理(虚力原理):如果在外力作用下平衡的弹性体处于变形协调状态,则对于满足平衡条件的任意的、微小的虚力和相应的虚应力在真实位移上所做的余虚功的总和必为零。
如果在外力作用下平衡的弹性体处于变形协调状态,则对于从平衡位置开始的任意的虚力和相应的虚应力,虚力的余虚功必等于余虚应变能。
余虚功原理是弹性体处于变形协调状态的必要条件。
余虚功*E W δ虚力在实位移上所做的功、虚内力在实位移引起的相应变形上所做的功。
外力余虚功:由虚外力引起的余虚功SX u V X u W us Vd }δ{}~{d }δ{}{δT TE⎰⎰+=*内力余虚功:由虚内力引起的余虚功VW Vd δδTI}{}{σε⎰-=*余虚应变能:T I δδ{}{δ}d VU W Vεσ**=-=⎰第四章:静定结构内力 1、静定结构内力的特性:(1)在载荷作用下,静定结构的全部内力都可以用平衡方程组直接求出,满足平衡条件的内力是静定结构唯一的真正内力。
(2)平衡力系作用在静定结构中某一几何不变部分上,此力系只在该几何不变的部分引起内力,其它构件内力均为零。
0δδI E =+**W W **=U W δδE(4)在没有载荷作用的情况下,静定结构的内力均为零。
温度变化、支座移动或生产加工误差等因素均不会在静定结构中引起额外的内力。
2、平面零力杆判断原则:(1)在两杆相交的节点上没有外载荷作用,则两杆的轴力均为零。
(2)在三杆相交的节点上没有外载荷作用,其中两杆又共线,则这两个轴力相等,而第三杆轴力为零。
(3)在两杆相交的节点上,作用的外载荷与其中一杆共线,该杆轴力等于外载荷,而另一杆轴力为零。
3、节点法的解题步骤:分析结构组成;判断零力杆;求解内力;检查计算结果正确性;将计算结果标在图上。
4、节点法解题要点:(1)对于平面桁架,应先从只有两个未知力(即与两根杆件相连)的节点开始,逐次转到只剩下两个未知力的节点上去。
(2)取节点为分离体时,必须把作用在节点上的全部力(外载荷、杆件轴力和约束力)加在节点上。
(3)在不知道杆轴力方向时,通常先假设杆轴力使杆件受拉。
(4)基础提供的约束力可先假设方向,求出约束力为正值,说明约束力真实方向与所设方向一致,否则与所设方向相反。
5、截面法:用适当截面切断要求内力的杆件,取出结构的一部分为分离体;利用作用在分离体上平面力系的平衡条件,列出平衡方程,求解杆件内力;适用于只需要求出结构中某些杆件轴力的情形。
6、求图示桁架的内力。
7、求解刚架结构内力通常采用截面法。
(1)从已知截面作用力端部(通常从自由端)开始,取从开始端到要求内力的截面之间一段杆件为分离体,并在求内力的截面上作用轴力、剪力和弯矩(扭矩),以代替截面另一侧杆件对分离体作用;(2)利用分离体处于平衡状态的平衡条件,求出内力;(3)刚架结构的内力函数写成以杆件截面位置坐标为变量的表达式。
当杆件发生转折或杆件形状发生变化时,应取不同的截面,以求出不同坐标变量的内力表达式;载荷作用的截面上,内力会发生突变或转折,在这些截面两侧的杆件内力表达式也不相同。
(4)绘制内力图,包括轴力图、剪力图和弯矩图(扭矩图)8、内力图作图注意事项:图形要按一定的比例尺绘制,并标明内力和单位。
把结构转折点及外力作用点处节点的号码标在图上。
在力图的零点、折点和极值点应注明内力的数值。
弯矩图画在杆件受压一侧,轴力、剪力图要标上正负号。
不同符号的力图要分别画在杆件轴线的两侧。
9、静定薄壁结构内力求解方法(1)节点法取节点为分离体,由节点平衡条件,求出交于此节点的各杆件在该节点端头的轴力。
知道杆件两端轴力后,又可取该杆为分离体,由杆的平衡条件求出与杆件相连的板件在此边上的剪流值。
知道杆中一端的轴力和与杆件相连板件的剪流,又可根据杆件平衡求出杆件另一端轴力。
灵活使用节点、杆件平衡条件,就可逐步求出结构的全部内力。
绘制结构内力图。
(2)截面法:截面通常取在沿杆轴线的板杆交界处,且应注意在切开处有板的未知剪流存在。
(3)判断“零力杆端”:只有判断了杆两端轴力均为零,或杆一端轴力为零,与杆相连板件的剪流也为零时,才能确定此杆为“零力杆”。
(4)内力图作图注意事项:图中应按比例画出各杆轴力图,如果杆两端受力性质相同,都是受拉或受压,则表示杆两端轴力的线段画在杆轴线的一侧,否则应画在两侧;图中应画出板剪流。
剪流方向按板对杆的作用剪流方向来画,并标上剪流数值(“+”),四边形板只有一个独立剪流值,对梯形板应标上平均剪流值。
试求图(a)所示加强肋后段在外力P 作用下的内力图。
10、单位载荷法是由余虚功原理推导出来的求解系统变形的一种常用方法。
结构在真实外力作用下的内力状态我们称为<P>状态,用Np 、pq 表示。