学习任务4——多跨静定梁的内力计算和内力图的绘制.

《建筑力学》课程教学大纲一、课程的性质、地位、作用和任务建筑力学是建筑类施工专业的一门重要专业基础课，通过本课程的学习，使学生系统的掌握建筑力学基本知识、基本理论、基本技能，为后续专业基础课、专业课学习打下良好的基础。

本课程的主要任务是：研究杆件结构（或构件）外力（荷载、约束反力）的平衡、内力的分布规律（轴力图、剪力图、弯矩图）、应力的计算方法及分布、应变的概念及变形的计算及材料的力学性能。

二、本课程的教学模块和基本要求模块一静力学基础（一）绪论初步了解建筑力学的学习目的、内容和任务及学习方法。

（二）静力学的基本概念1．知识点和教学要求（1）了解力和平衡的概念；（2）掌握静力学四个公理；（3）熟悉约束及约束反力；（4）掌握物体的受力分析画物体受力图；（5）掌握结构计算简图的简化。

2．能力培养要求熟悉约束及约束反力、掌握结构计算简图的简化、熟练进行受力分析和画受力图。

模块二平面力系的合成与平衡（一）平面特殊力系1．知识点和教学要求（1）掌握力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟悉合力投影定理、合力矩定理；（3）了解力偶及其性质；（4）掌握平面特殊力系平衡方程。

2．能力培养要求（1）能熟练进行力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟练应用平衡方程求解平面特殊力系的平衡问题。

（二）平面一般力系1．知识点和教学要求；（1）熟悉力的平移定理及平面一般力系的简化；（2）掌握平面一般力系平衡方程。

2．能力培养要求熟练应用平衡方程求解物体和物体系的平衡问题。

模块三基本构件的内力、应力、应变（变形）计算（一）轴向拉抻和压缩1．知识点和教学要求（1）了解变形固体的概念及其基本假设；构件变形的基本形式；轴向拉抻与压缩变形的受力特点和变形特点；（2）了解内力的概念，掌握求内力及轴力图绘制方法；（3）了解强度概念，掌握构件横截面正应力计算及应力分布规律；（4）掌握应力、应变关系及轴向拉压杆的变形计算方法。

2．能力培养要求（1）具有轴力计算并绘制轴力图的能力；（2）具有轴向拉抻和压缩构件的应力计算能力；（3）具有轴向拉抻与压缩构件的变形计算能力。

第三节多跨静定梁多跨静定梁是由若干根单跨静定梁（简支梁、悬臂梁和外伸梁）用铰相连，用来跨越几个相连跨度的静定结构。

多跨静定梁在公路桥梁和房屋结构中经常采用。

图3-13(a)为常见的屋架木檩条的构造简图，檩条支承在屋架的上弦上，支承处可简化为铰支座。

在檩条接头处采用斜搭接并用螺栓连接，这种结点可看作铰结点，因此它的计算简图如图3-13(b)所示。

它由ABC、CD、DEF三根单跨静定梁通过铰C、D相连形成的多跨梁（图3-13(c)）。

根据几何组成分析，确定其为无多余约束的几何不变体系，故称为多跨静定梁。

又如图3-14(a)所示公路桥使用的多跨梁结构， 3-14（b）为其计算简图。

它由ABC、CDE、EF 三根单跨梁通过铰C、E相连形成的无多余约束几何不变体系，也为多跨静定梁结构。

图3-13 多跨静定梁示例1(a)屋架檩条体系示意图(b)计算简图(c)层次图图3-14 多跨静定梁示例2(a) 公路桥示意图(b) 计算简图(c)层次图一、几何组成特点这里以图3-13(b)及图3-14(b)所示多跨静定梁为例，说明其几何组成的特点。

多跨静定梁从几何组成上来看，组成整个结构的各单跨梁可分为基本部分和附属部分两大类。

基本部分是指本身能独立维持平衡的部分，而需要依靠其他部分的支承才能保持平衡的部分称为附属部分。

因此，多跨静定梁从几何组成上来看见，是先固定基本部分，再固定附属部分。

如图3-13(b)中多跨静定梁，梁段ABC 由三根不平行也不交于一点的三根链杆固定于基础，它不依赖于其他部分就能独立维持自身的几何不变性；梁段DEF 虽然只有两根链杆与基础相连，但在竖向荷载作用下自身也能维持平衡。

因此，梁段ABC 、梁段DEF 均为基本部分。

而梁段CD 支承于前述两个基本部分上，它必须依赖于梁段ABC 、梁段DEF 才能保持几何不变，所以是附属部分。

为了更清楚地表明多跨静定梁中各梁段之间的支承关系，常把基本部分画在附属部分的下方，附属部分画在基本部分的上方，如图3-13(c)所示，称为层次图。

任务二十七单跨超静定梁的内力计算及内力图绘制一、填空题1.超静定结构是具有多余约束的几何不变体系，仅根据静力平衡条件不能求出其全部支座反力和内力，还须考虑（变形协调条件）。

2.计算超静定结构的基本方法是（力法）和（位移法）。

4.对称荷载包括（正对称荷载）和（反对称荷载）。

5.去掉一个固定端支座或者切断一根梁式杆，相当于去掉（三个约束）。

将一个固定端支座改为铰支座或者将一刚性连接改为单铰连接，相当于去掉（一个约束）。

去掉一个固定端支座或者切断一根梁式杆，相当于去掉（三个约束）。

将一个固定端支座改为铰支座或者将一刚性连接改为单铰连接，相当于去掉（一个约束）。

6.力法基本结构必须是几何不变的（静定结构）。

二、选择题1.力法典型方程的物理意义是（ C ）。

A.结构的平衡条件B.结点的平衡条件C.结构的变形协调条件D.结构的平衡条件和变形协调条件2.当结构对称，荷载也对称时，反力与内力（ B ）。

A.不对称B.对称C.不一定对称3.下面哪个条件不是应用图乘法的先决条件？（ B ）A.抗弯刚度为常数B.最大挠度为常数C.单位荷载弯矩图或实际荷载弯矩图至少有一为直线图形D.直杆4.用图乘法求位移的必要条件之一是( B )。

A.单位荷载下的弯矩图为一直线；B.结构可分为等截面直杆段；C.所有杆件EI为常数且相同；D.结构必须是静定的。

5．力法的基本结构是（ B ）。

A．超静定结构 B．静定结构 C．都可以。

6．对称结构在对称荷载作用下，内力图为反对称的是（ C ）。

A．弯矩图 B．轴力图 C．剪力图7．力法以（ A ）作为基本未知量。

A．多余力 B．结点位移 C．自由度8.力法基本结构是在原超静定结构的基础上（ C ）A.增加约束B.变换荷载C.解除多余约束D.变化形状9.用力法计算图示结构，可取的基本结构为( D ) .三、判断题( X )1.力法典型方程的实质是超静定结构的平衡条件。

( √ )2.图乘法的正负号规定为：面积与纵坐标在杆的同一边时，乘积应取正号；面积与纵坐标在杆的不同边时，乘积应取负号。

《结构力学》教学大纲一、本课程的性质与任务本课程为土木工程专业本科生的一门主要技术基础课。

通过本课程的教学，使学生了解杆件体系的组成规律，了解各类结构的受力性能，撑握杆件结构的计算原理和方法，培养分析与解决工程实际中杆系结构力学问题的能力，为学习后续有关专业课程以及将来进行结构设计和科学研究打下力学基础。

二、本课程的教学内容、基本要求及学时分配1．绪论（4学时）（1）教学内容1.1结构力学的学科内容和教学要求。

1.2结构力学计算简图及简化要点。

1.3杆件结构的分类。

1.4荷载的分类。

（2）教学要求了解结构力学的任务以及与其它课程的关系，正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件，了解荷载的分类。

2.几何构造分析（6学时）（1）教学内容2.1几何构造分析中的几个基本概念。

2.2平面几何不变体系的组成规律。

2.3平面杆件体系的计算自由度。

（2）教学要求理解几何不变体系、几何可变体系、几何瞬变体系、自由度（静力自由度）约束及其类型等基本概念。

正确理解和应用几何不变体系的组成规则（两刚片法则、三刚片法则、二元体法则），会计算平面杆件体系的计算自由度。

3.静定结构的内力计算（14学时）（1）教学内容3.1梁的内力计算的回顾。

3.2静定多跨梁的组成、计算和内力图的绘制。

3.3静定平面刚架的内力计算和内力图的绘制。

3.4三铰拱的特点和内力计算。

三铰拱的合理拱轴曲线。

3.5静定平面桁架的特点、组成及分类。

用结点及截面法计算桁架的内力，结点法和截面法的联合应用。

3.6静定组合结构的特点、计算和内力图的绘制。

3.7静定结构的一般性质。

（2）教学要求巩固在材料力学中已经建立的截面法的概念与方法，并把它推广应用在结构计算上。

熟练掌握杆件上的荷载与内力的微分关系、增量关系，并用以定性分析内力图的形状。

熟练掌握分段叠加法作弯矩图的方法。

正确、灵活选取和画出隔离体图，熟练掌握应用隔离体图和平衡条件计算结构支反力、内力的方法；熟练掌握静定梁、静定刚架内力计算和内力图的绘制以及静定平面桁架内力的求解方法；掌握静定组合结构、三铰拱的内力计算和内力图的绘制方法；了解静定结构的力学特征。