结构力学:弯矩图速绘
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作为一名又土又木的工程师,离不开弯矩图,现在把它汇总起来,用以怀念昔时的苦逼生活……各种结构弯矩图的绘制及图例:
欧阳光明(2021.03.07)
一、办法步调
1、确定支反力的年夜小和标的目的(一般情况心算即可计算出支反力)
●悬臂式刚架不必先求支反力;
●简支式刚架取整体为别离体求反力;
●求三铰式刚架的水平反力以中间铰C的某一边为别离体;
●对主从结构的庞杂式刚架,注意“先从后主”的计算顺序;
●对庞杂的组合结构,注意寻找求出支反力的突破口。
2、对悬臂式刚架,从自由端开始,依照分段叠加法,逐段求作M图(M图画在受拉一侧);对其它形式的刚架,从支座端开始,依照分段叠加法,逐段求作M图(M图画在受拉一侧)。
二、观察检验M图的正确性
1、观察各个关键点和梁段的M图特点是否相符
●铰心的弯矩一定为零;
●集中力偶作用点的弯矩有突变,突变值与集中力偶相等;
●集中力作用点的弯矩有折角;
●均布荷载作用段的M图是抛物线,其凹凸标的目的与荷载标的目的要合适“弓箭法例”;
2、结构中的链杆(二力杆)没有弯矩;
3、结构中所有结点的杆端弯矩必须合适平衡特点。
各种结构弯矩图例如下:。
弯矩图绘制方法弯矩图绘制方法1、基本方法:采用“截面法”,运用静力平衡方程式(ΣX=0、ΣY=0、ΣM=0等)求解控制截面的内力(弯矩、剪力)。
控制截面的内力求解后再勾绘弯矩图。
1)确定内力符号的规律为:“左上剪力正、左顺弯矩正”;“右下剪力正、右逆弯矩正”。
2)确定内力数值的规律为:剪力Q等于截面任意一侧所有外力沿梁轴垂直方向所作投影的代数和;弯矩M等于截面任意一侧所有外力对该截面形心的力矩的代数和。
2、勾绘弯矩图时线型处理:除构件受“均布荷载”作用、其弯矩图是曲线外,其余均为直线。
3、弯矩图所画位置:1)正弯矩画在杆件的下方,负弯矩画在杆件的上方。
2)使杆件下部受拉的弯矩为正,上部受拉的弯矩为负。
3)弯矩图画在杆件纤维受拉的一侧。
4、剪力图所画位置:1)正剪力画在杆件的上方; 2)负剪力画在杆件的下方;3)使杆件截面顺时针方向转动的剪力为正剪力;4)使杆件截面逆时针方向转动的剪力为负剪力;5)一般情况下,剪力与杆件所受外力的方向相反。
5、弯矩图叠加时注意事项:1)叠加时以基线为标准,不是以其中某直线或斜线为基准;2)叠加时要注意正负弯矩的抵消,应先计算每个控制截面的弯矩值,然后勾绘。
6、刚结点会在节点处产生负弯矩,铰结点不会在节点处产生负弯矩。
在绘制弯矩图时,只要杆件端部是铰结点,则该节点处的弯矩必为零!注意:弯矩M、剪力Q、分布荷载q之间的关系在绘制内力图上的应用:1、设梁上作用有任意的分布荷载q,规定q向上为正、向下为负;2、若梁上某段没有分布荷载:1)该段的剪力图是一条平行于梁轴的直线,剪力Q为一常数; 2)该段弯矩图为一条直线,分以下3种情况:(1)当剪力Q=常数>0时,弯矩图为一下斜直线(\);(2)当剪力Q=常数<0时,弯矩图为一上斜直线(/);(3)当剪力Q=常数=0时,弯矩图为一水平直线(—); 3、若梁上某段作用有分布荷载:1)该段的剪力图是一条斜线,分布荷载q为一常数;2)分布荷载q为一常数,分以下3种情况:(1)当分布荷载q=常数>0时,Q图为一上斜直线(/),弯矩M图为上凸曲线(∩);(2)当分布荷载q=常数<0时,Q图为一下斜直线(\),弯矩M图为下凸曲线(∪);4、在剪力Q=0处,弯矩M有极值。
作为一名土木工程师,在实际工作中,有时候要对软件(midas、sap2000、pkpm的计算结果有个判断)就要对结构的弯矩和剪力图有个大概的判断。
下面总结各种结构弯矩图的绘制及图例:
一、方法步骤
1、确定支反力的大小和方向(一般情况心算即可计算出支反力)
●悬臂式刚架不必先求支反力;
●简支式刚架取整体为分离体求反力;
●求三铰式刚架的水平反力以中间铰C的某一边为分离体;
●对于主从结构的复杂式刚架,注意“先从后主”的计算顺序;
●对于复杂的组合结构,注意寻找求出支反力的突破口。
2、对于悬臂式刚架,从自由端开始,按照分段叠加法,逐段求作M图(M图画在受拉一侧);对于其它形式的刚架,从支座端开始,按照分段叠加法,逐段求作M图(M图画在受拉一侧)。
二、观察检验M图的正确性
1、观察各个关键点和梁段的M图特点是否相符
●铰心的弯矩一定为零;
●集中力偶作用点的弯矩有突变,突变值与集中力偶相等;
●集中力作用点的弯矩有折角;
●均布荷载作用段的M图是抛物线,其凹凸方向与荷载方向要符合“弓箭法则”;
2、结构中的链杆(二力杆)没有弯矩;
3、结构中所有结点的杆端弯矩必须符合平衡特点。
各种结构弯矩图例如下:
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