土木工程力学教案——静定结构的内力分析

第五章静定结构的内力分析第一节多跨静定梁、斜梁一、多跨静定梁若干根梁用中间铰连接在一起，并以若干支座与基础相连，或者搁置于其他构件上而组成的静定梁，称为多跨静定梁。

在实际的建筑工程中，多跨静定梁常用来跨越几个相连的跨度。

图13—1a所示为一公路或城市桥梁中，常采用的多跨静定梁结构形式之一，其计算简图如图13—1b所示。

在房屋建筑结构中的木檩条，也是多跨静定梁的结构形式，如图13—2a所示为木檩条的构造图，其计算简图如图13—2b所示。

连接单跨梁的一些中间铰，在钢筋混凝土结构中其主要形式常采用企口结合(图13—1a)，而在木结构中常采用斜搭接或并用螺栓连接(图13—2a)。

从几何组成分析可知，图13—1b中AB梁是直接由链杆支座与地基相连，是几何不变的。

且梁AB本身不依赖梁B C和CD就可以独立承受荷载，所以，称为基本部分。

如果仅受竖向荷载作用，CD梁也能独立承受荷载维持平衡，同样可视为基本部分。

短梁BC是依靠基本部分的支承才能承受荷载并保持平衡，所以，称为附属部分。

同样道理在图13—2b 中梁AB，CD和EF均为基本部分，梁BC和梁DE为附属部分。

为了更清楚地表示各部分之间的支承关系，把基本部分画在下层，将附属部分画在上层，分别如图13—1c和图13—2c所示，我们称它为关系图或层叠图。

从受力分析来看，当荷载作用于基本部分时，只有该基本部分受力，而与其相连的附属部分不受力；当荷载作用于附属部分时，则不仅该附属部分受力，且通过铰接部分将力传至 与其相关的基本部分上去。

因此，计算多跨静定梁时，必须先从附属部分计算，再计算基本部分，按组成顺序的逆过程进行。

例如图13—1c ，应先从附属梁BC 计算，再依次考虑（1）作层叠图如图13-3b 所示，AC 梁为基本部分，CE 梁是通过铰C 和D 支座链杆连接在AC梁上，要依靠AC 梁才能保证其几何不变性，所以CE 梁为附属部分。

（2）计算支座反力从层叠图看出，应先从附属部分CE 开始取隔离体，如图13-3c 所示。

第三章静定结构的内力分析（6学时）1.教学内容3.1 静定结构概述3.2 静定梁3.3 静定平面刚架3.4 三铰拱3.5 静定平面桁架3.6 组合结构3.7 静定结构的特性2.知识点3.1 静定结构概述静定结构的特点；静定结构的类型；静定结构的内力计算方法。

3.2 静定梁类型：单跨、多跨；单跨静定梁：支座反力和内力计算方法、内力图绘制方法、区段叠加法；多跨静定梁：几何组成特点、内力分析方法、受力特征。

3.3 静定平面刚架刚架的特点、类型；刚架的支座反力和截面内力的计算；刚架内力图的绘制。

3.4 三铰拱三铰拱的特点：竖向荷载下有水平推力、拱高与水平推力成反比；三铰拱的类型：拉杆拱、三铰拱、两铰拱、无铰拱；三铰拱的支座反力和内力计算；三铰拱的合理轴线。

3.5 静定平面桁架桁架的特点、组成和分类；静定平面桁架内力计算的方法：结点法、截面法；零杆、截面单杆。

3.6 组合结构结构特点：桁架+梁；内力计算方法：截面法。

3.7 静定结构的特性静定结构的常见形式及受力特点：梁、刚架、桁架、组合结构、拱；静定结构的分析方法；静定结构的基本特征：几何、平衡、4个特性。

3.重点难点3.1 静定结构概述重点：静定结构的类型。

3.2 静定梁重点：静定梁内力计算；内力图绘制。

难点：区段叠加法。

3.3 静定平面刚架重点：刚架内力计算。

难点：三铰刚架内力图的绘制。

3.4 三铰拱重点：不同荷载下拱的合理轴线形状。

难点：三铰拱的内力计算。

3.5 静定平面桁架重点：静定平面桁架内力计算。

难点：复杂桁架内力计算。

3.6 组合结构重点：组合结构的内力计算。

难点：组合结构的几何组成。

3.7 静定结构的特性重点：静定结构的基本特征。

3.1 静定结构概述1.知识点静定结构的特点；静定结构的类型；静定结构的内力计算方法。

2.重点静定结构的类型。

知识点：静定结构的特点几何不变体系且无多余约束内力及反力可由平衡条件得到全部求解知识点：静定结构的类型（1）静定单跨梁（2）静定多跨梁（3）静定平面刚架（4）三铰拱（5）静定平面桁架（6）静定组合结构知识点：静定结构的内力计算方法选取隔离体平衡方程求解3.2 静定梁1.知识点类型：单跨、多跨；单跨静定梁：支座反力和内力计算方法、内力图绘制方法、区段叠加法； 多跨静定梁：几何组成特点、内力分析方法、受力特征。

山东开放大学开放教育土木工程力学（本）课程教学方案第一部分方案说明一、课程的性质和任务土木工程力学（本）是土木工程专业必修的一门主要专业基础课。

通过本课程的学习，使学生了解各类杆件结构的受力性能，掌握分析计算杆件结构的基本概念、基本原理和基本方法，为后续有关专业课程的学习及进行结构设计打下坚实的力学基础。

二、与其它课程的关系土木工程力学（本）是建筑力学（专）的后续课程，是学习专业课程的基础课。

学习本课程应具备高等数学和建筑力学的力学基础知识。

三、课程的特点1．本课程属专业基础课，授课时应注重理解基本概念、基本原理和掌握基本的结构分析计算方法。

2．注重理论与实际的结合。

四、教学总体要求1．掌握平面杆件结构计算的基本概念、基本原理和基本方法。

2．通过学习，掌握平面杆件结构的计算方法。

3．做习题是本课程重要的学习环节。

五、教学要求的层次课程教学要求分了解、理解和掌握三个层次。

第二部分媒体使用与教学过程建议一、课程教学总时数、学分数本课程为5学分，课内学时90学时，开设一学期，安排在第二学期。

二、媒体的选择及相互关系本课程的媒体建议选用文字教材、IP课件、录像教材等。

其中文字教材是课程的基本媒体，不但包含所有教学内容，而且包含教学要求、其它媒体的使用方法及必要的教学信息等内容，是学生学习的核心教材。

IP课件、录像教材是强化媒体，主要是讲授本课程的重点，难点及解题思路，培养学生对工程结构进行力学分析的能力。

是对文字教材某些内容的强化与补充。

三、教学环节1．自主学习自主学习是远程开放教育的学生获取知识的主要方式，本课程的教学要注意对学生自主学习能力的培养。

学生可以通过自学，IP课件、直播课堂、网上教学辅导等方式进行学习，各教学点可以采用灵活多样的导学助学方式，帮助学生学习。

2．习题课习题课要服从于教学大纲，使用多媒体一体化教材，采用讲解、讨论、答疑等方式，通过讲思路，讲方法，培养学生对工程结构力学问题的分析和解决能力。