静定结构内力计算
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⑴ 静定结构的内力计算,可不考虑变形条件。
( ○ )⑵ 力法只能用于线形变形体系。
( ○ ) 当计算自由度W >0 时,体系一定是可变的。
( ○ ) 2. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。
(×) 1. 瞬变体系的计算自由度一定等零。
(×)三个刚片每两个刚片之间由一个铰相连接构成的体系一定是无多余约束的几何不变体系。
(×)用力法计算并绘图示结构的M 图解: 1)取基本结构,确定基本未知量3)绘和 p M 图1M 01111=∆+p x δ2) 列力法方程EI l l l l EI l l l EI 65)(21)31(1311=⨯⨯+⨯⨯⨯=δEIl M l l M EI P 2)(21201-=⨯⨯-=∆4) 求系数和自由项l M M 5) 把系数和自由项代入力法方程求未知量:lM l EI EI l M x p5356203201111=⋅=∆-=δ6) 作结构的M 图。
(将解得的基本未知量直接作用于B 支座处,利利用截面法计算即可)=∑CM1x 图M 二.力法解超静定结构的计算步骤 (以02级试题为例,25分)(03级试题) (15分)用力法求图示结构M 图, EI=常数 , M 0=45kN.m 。
M P基本结构M 1 往届试题举例:请思考:若此题若改为对称荷载,结构又应该如何简化?(15分)用力法计算并绘图示结构M 图。
EI=常数。
I /2基本结11=x M 14.求系数和自由项。
EIql l l ql EI p 8432311421-=⋅⋅⋅⋅-=∆EIl 311=δ5.求X 188321111ql l EI EI ql x P=⋅=∆-=δ6. 绘 M 图。
解; 1. 选取基本结构,确定基本未知量1x 01111=∆+P x δ2.列出力法方程3.绘 M 1 M P 图。
M P 图 828222ql ql l ql M AB-=-⋅=0=BA M M 图8ql =(03级试题) 二.位移法解题步骤 (以01级试题为例)用位移法作图示结构的M图。
力学与结构—静定结构内力计算静定结构是指在静态平衡的情况下,具有确定的结构稳定的结构体系。
在静定结构内力计算中,我们主要关注结构中的受力情况,以及内力的计算和分析。
本文将介绍静定结构内力计算的基本原理和方法。
一、静定结构的受力情况静定结构中,每一点的受力都可以通过平衡方程来计算。
平衡方程包括力的平衡方程和力矩的平衡方程。
力的平衡方程:在静态平衡状态下,结构的受力合力为零,即ΣF=0力矩的平衡方程:在静态平衡状态下,结构的受力合力矩为零,即ΣM=0根据这两个平衡方程,我们可以计算出结构中各个节点的受力情况。
二、内力的计算和分析在静定结构中,内力是指结构中材料的内部受力情况。
在计算内力时,我们主要关注结构中的悬臂梁、简支梁、悬链线等情况。
1.悬臂梁悬臂梁是一种固定在一端的梁。
在计算悬臂梁的内力时,我们需要知道梁的长度、材料的性质、外力的作用点和大小等信息。
对于悬臂梁,内力可以通过以下公式计算:弯矩M=Px(P为力的大小,x为力的作用点到悬臂梁左端的距离)剪力V=P2.简支梁简支梁是一种两端都可以自由转动的梁。
在计算简支梁的内力时,我们同样需要知道梁的长度、材料的性质、外力的作用点和大小等信息。
对于简支梁,内力可以通过以下公式计算:弯矩M=Px(P为力的大小,x为力的作用点到简支梁左端的距离)剪力V=03.悬链线悬链线是一种线性受力的结构,常见于吊桥和高空绳索走廊等场景。
在计算悬链线的内力时,我们需要知道悬链线的长度、绳子的重力、外力的作用点和大小等信息。
对于悬链线,内力可以通过以下公式计算:水平力H=水平方向的外力的合力垂直力V=绳子的重力+垂直方向的外力的合力张力T = sqrt(H^2 + V^2)通过以上的方法,我们可以计算得到静定结构中各个节点的受力情况和内力。
三、静定结构内力计算的应用静定结构内力计算在结构工程中具有重要的应用价值。
通过计算内力,我们可以了解结构的受力情况,选择合适的材料和结构参数,保证结构的安全性和稳定性。
第三章静定结构的内力计算学习目的和要求不少静定结构直接用于工程实际,另外,它还是静定结构位移计算及超静定结构的计算基础。
所以静定结构的内力计算是十分重要的,是结构力学的重点内容之一。
通过本章学习要求达到:1、练掌握截面内力计算和内力图的形状特征。
2、练掌握截绘制弯矩图的叠加法。
3、熟练掌握截面法求解静定梁、刚架及其内力图的绘制和多跨静定梁及刚架的几何组成特点和受力特点。
4、了解桁架的受力特点及按几何组成分类。
熟练运用结点法和截面法及其联合应用,会计算简单桁架、联合桁架既复杂桁架。
5、掌握对称条件的利用;掌握组合结构的计算。
6、熟练掌握截三铰拱的反力和内力计算。
了解三铰拱的内力图绘制的步骤。
掌握三铰拱合理拱轴的形状及其特征学习内容梁的反力计算和截面内力计算的截面法和直接内力算式法;内力图的形状特征;叠加法绘制内力图;多跨静定梁的几何组成特点和受力特点。
静定梁的弯矩图和剪力图绘制。
桁架的特点及分类,结点法、截面法及其联合应用,对称性的利用,几种梁式桁架的受力特点,组合结构的计算。
三铰拱的组成特点及其优缺点;三铰拱的反力和内力计算及内力图的绘制;三铰拱的合理拱轴线。
§3.1梁的内力计算回顾一、截面法1、平面杆件的截面内力分量及正负规定:轴力N (normal force) 截面上应力沿轴线切向的合力以拉力为正。
剪力Q (shearing force)截面上应力沿轴线法向的合力以绕隔离体顺时针转为正。
弯矩M (bending moment) 截面上应力对截面中性轴的力矩。
不规定正负,但弯矩图画在拉侧。
2、截面内力计算的基本方法:截面法:截开、代替、平衡。
内力的直接算式:直接由截面一边的外力求出内力。
1、轴力=截面一边的所有外力沿轴切向投影代数和。
2、剪力=截面一边的所有外力沿轴法向投影代数和,如外力绕截面形心顺时针转动,投影取正否则取负。
3、弯矩=截面一边的所有外力对截面形心的外力矩之和。
弯矩及外力矩产生相同的受拉边。
静定结构内力计算
一、判断题:
1、静定结构的全部内力及反力,只根据平衡条件求得,且解答是唯一的。
2、静定结构受外界因素影响均产生内力,内力大小与杆件截面尺寸无关。
3、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。
4、图(a)所示结构||M C =0。
(a)
B
C
a a
A
ϕ
2a
2 (b)
5、图(b)所示结构支座A 转动ϕ角,M AB = 0, R C = 0。
6、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时,基本部分一般内力不为零。
7、图(c)所示静定结构,在竖向荷载作用下,AB 是基本部分,BC 是附属部分。
A
B
C
(c)
8、图(d)所示结构B 支座反力等于P /2()
↑。
(d)
9、图(e)所示结构中,当改变B 点链杆的方向(不通过A 铰)时,对该梁的影响是轴力有变化。
A
B
(e)
10、在相同跨度及竖向荷载下,拱脚等高的三铰拱,水平推力随矢高减小而减小。
11、图(f)所示桁架有9根零杆。
(f)
a a a a
(g)
12、图(g)所示桁架有:N 1=N 2=N 3= 0。
13、图(h)所示桁架DE 杆的内力为零。
a a
(h)
(i)
14、图(i)所示对称桁架在对称荷载作用下,其零杆共有三根。
15、图(j)所示桁架共有三根零杆。
(j)
(k)
16、图(k)所示结构的零杆有7根。
17、图(l)所示结构中,CD 杆的内力N 1 = P 。
(l)
4a
(m)
18、图(m)所示桁架中,杆1的轴力为0。
二、作图题:作出下列结构的弯矩图(组合结构要计算链杆轴力)。
19、20、
40kN
2m2m 35、36、
37、38、
l
q
q 39、40、
a
a
2a
41、42、
43、44、
53、
54、
2a
4m
2m
57、
58、
4m
59、 60、
m
l
71、 72、
73、 74、
2kN/m
三、计算题:
79、计算图示半圆三铰拱K 截面的内力M K ,N K 。
已知:q =1kN/m ,M =18kN ·m 。
80、计算图示抛物线三铰拱K截面的内力M K,N K,拱轴方程为:y = 4 f x(l-x)/l2.
已知:P= 4kN,q=1kN/m, f=8m, |
K
|=45°.
4m4m4m4m
83、计算图示桁架中杆1、2、3的内力。
84、计算图示桁架中杆1,2的内力。
P
1.5m1.5m
86、计算图示桁架中杆1,2,3的内力。
40kN40kN
40kN
87、计算图示桁架杆1、2的内力。
92、计算图示桁架结构杆1、2的轴力。
95、计算图示桁架杆a、b的内力。
96、计算图示桁架杆1、2的内力。
99、计算图示桁架杆a、b的内力。
4
4
4
9m
60kN
3m
第三章静定结构内力计算(参考答案)
1、(O)
2、(X)
3、(O)
4、(O)
5、(O)
6、(O)
7、(X)
8、(X)
9、(O)10、(X)
11、(O)12、(O)13、(O)14、(X)15、(X)
16、(O)17、(X)18、(O)
19、20、
m
m
m
m
2
1
2
1
3
4
3
4
Pa+1.5
B
C D
40
120
图
M()
kN.m
A
40
80
40
35、
图
M()
kN.m
160
40
253.3
216.6
160
36、39、
Pa Pa 3Pa
Pa
Pa
Pa
Pa 2
图
M 2Pa
2Pa 2Pa Pa
6Pa 6A
B
C D E
F
G
40、 41、
图
M 2
qa 2
2qa 2
2
qa 2
2
qa 2
qa
2
()
图 M kN .m A
B
15
1515
15
1515
C D
E F 1515
42、 44、
Pa 2/3
图
Pa 2/3Pa 2/3
Pa 2/3
M A
B
2ql 2
/2
ql 2
/图
M ql /2
2
53
54
kN
-N =28.8363654
54
4
57、
Q 图(kN)
15
15
()
.图 M kN m 5
5
5
5
12.5
5157.5
12.5
2
N 图 (kN)
15
58、 59、
Pa
Pa
2
图
M 2
12
1m
m
m 0
m 0
m 021
2
1
73、 74、
48
120
120
79、H = 3kN M K = - 2.09 kN m ⋅ N K = - 4.098kN
80、H = 3kN ()→← M K = 2kN ·m
N K = - 4.242 kN
—— 15 —— 83、N 1 = 0 ,N 2 = 4P (拉 ),N P 35=- (压) 84、N 1 = 2.5P /3 = 0.833P (拉),N 2 =-2P /3 =-0.667P (压) 86、N 1 = 120kN (拉),,N 2 = 0 ,N 3 = 198kN (拉) 87、N 10= ,N P 22=
92、N P N P 1205=-=-., 95、N P a =354
,N b =0 96、N 1 = 0,N 2 = -4/3P 99、a N =-100 kN , N b =0。