结构力学主要知识点归纳
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结构力学主要知识点
一、基本概念
1、计算简图:在计算结构之前,往往需要对实际结构加以简化,表现其主要特点,略去其次要因素,用一个简化图形来代替实际结构。
通常包括以下几个方面:
A、杆件的简化:常以其轴线代表
B、支座和节点简化:
①活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座;
②铰节点、刚节点、组合节点。
C、体系简化:常简化为集中荷载及线分布荷载
D
2
A
B
1
A
B
2、
3
4
A、W>0,
B、W=0
C、W<0,
5
A
且没有多余联系。
B、二元体规则:在一个刚片上增加一个二元体,仍未几何不变体系,而且没有多余联系。
C、两刚片原则:两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联,为几何不变体系,而且没有多余联系。
6、虚铰:连接两个刚片的两根链杆的作用相当于在其交点处的一个单铰。
虚铰在无穷远处的体系分析可见结构力学P20,自行了解。
7、静定结构的几何构造为特征为几何不变且无多余联系。
三、静定梁与静定钢架
1、内力图绘制:
A、内力图通常是用平行于杆轴线方向的坐标表示截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示内力的数值而绘出的。
B 、弯矩图习惯绘在杆件受拉的一侧,而图上可不注明正负号;梁的剪力图和轴力图将正值的竖标绘在基线的上方,同时注明正负号;刚架的剪力图和轴力图将正值的竖标绘在杆件的任意一侧,但必须注明正负号。
C 、轴力以拉为正,剪力以绕隔离体顺时针方向转动为正;弯矩以使梁的下侧纤维受拉为正。
D 、一般先求出支反力再求内力。
2、计算躲跨静定梁的顺序应该是先附属部分,后基本部分。
3、静定结构的特征:
A 、静力解答唯一性
B 、在静定结构中,除荷载外,其他任何原因如温度改变、支座位移、材料收缩、制造误差等均不引起内力。
C 、平衡力系的影响:当由平衡力系组成的荷载作用于静定结构的某一本身为几何不变的部分上时,
D 12A ①L ②T ③X ④K B ①力矩法
②投影法
123单位荷载内力虚功∑⎰∑⎰∑⎰++=ds F d M du F W s N v γϕ______
∑⎰∑⎰+=EI ds M M EA ds F F P NP N ____(常不考虑剪切影响) 4、图乘法:一个弯矩图的面积w A 乘以其形心处所对应的另一个直线弯矩图上的竖标c y ,再除以EI 。
A 、使用条件:①杆件为直线;②EI=常数;③__
M 和p M 两个弯矩图中至少有一个是直线图形。
B 、注意点:①竖标取自直线图形②w A 和c y 在杆件的同侧乘积取正号,异侧则取负号。
5、温度变化,静定结构位移计算
tds du t α=,t 为杆件轴心温度变化值
tds d t ∆=αϕ,t ∆为杆件两侧温度变化之差。
六、超静定结构计算——力法
1、力法:解除超静定结构的多余联系而得到静定的基本结构,以多余未知力作为基本未知量,根据基本体系应与原结构变形相同而建立的位移条件,首先求出其多余未知力,然后由平衡条件即可计算其余反力、内力。
2、超静定问题求解思路:
A 、超静定问题需综合考虑以下三个方面:①平衡条件;②几何条件;③物理条件。
B
C 345A B
C D 12,转角1
2然后根据平衡条件求出所求量值与荷载位置x 之间的函数关系式,这种关系式称为影响线方程,再根据方程作出影响线图形。
机动法作影响线的依据是理论力学的虚位移原理,即刚体体系在力系作用下处于平衡的必要和充分条件是:在任何微小的虚位移中,力系所作的虚功总和为零。
欲作某一量值影响线,只需将与该量值相应的联系去掉,并使所得体系沿量值正方向发生单位位移,则由此得到的荷载作用点的竖向位移图即代表该量值的影响线。
3、最不利荷载位置
使量值S 成为极大的条件是:荷载自该位置无论向左或向右移动微小距离,S 均减小。
荷载左移,0tan >∑i Ri F α
荷载右移,0tan <∑i Ri F α
使量值S 成为极小的条件是:荷载自该位置无论向左或向右移动微小距离,S 均增大。
荷载左移,0tan <∑i Ri F α
荷载右移,0tan >∑i Ri F α
注:只有当某个集中荷载恰好作用在影响线的某一个顶点处时才可能出现极值。
为减少试算次数,宜事先大致估计最不利荷载位置。
为此,应将行列荷载中数值较大且较为密集的部分置于影响线的最大竖标附近,同时注意位于同符号影响线范围内的荷载应尽可能的多。
4、简支梁的绝对最大弯矩
A
B。