结构力学文档
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简支梁1. 概述简支梁是结构力学中常见的一类梁式结构,具有两端简单支承的特点。
在力学分析中,简支梁通常被认为是一根无弯曲刚度的理想梁,可以用来研究梁在不同受力情况下的力学性能。
2. 结构特点简支梁的结构特点主要包括以下几点:•支座情况:简支梁的两端支座可以实现横向固定和纵向滑移,不会发生弯矩传递。
•受力特点:简支梁在受力时,主要发生弯曲变形,并在支座处形成反力。
其顶点处弯矩最大,边缘处剪力最大。
•受力分布:简支梁横截面上的内力分布呈现出典型的弯矩和剪力分布规律。
•自由度:简支梁只有一个自由度,即横向位移,可以用一个简化的一维模型进行分析。
3. 力学性能简支梁的力学性能与其几何形状、材料性质以及受力情况有关。
以下是对常见受力状态下简支梁的力学性能进行简要描述:3.1 弯曲刚度简支梁的弯曲刚度决定了它在受力时的变形情况。
弯曲刚度与梁的几何形状和材料性质相关,可以通过弯曲方程和边界条件进行计算。
3.2 弯曲变形简支梁在受力时会发生弯曲变形,变形值与受力大小、几何形状和弯曲刚度有关。
常用的计算方法包括梁的应变能原理和力学平衡原理。
3.3 反力计算简支梁在支座处会形成反力,反力大小受到梁受力情况和支座刚度的影响。
计算反力可以通过力平衡和力矩平衡等原理进行。
3.4 应力分析简支梁的应力分析涉及到材料的弹性力学性质和几何形变的关系。
常见的计算方法包括材料的弹性本构方程和应力平衡方程。
3.5 挠度分析简支梁在受力时会出现挠曲变形,挠度与弯曲刚度、受力大小和几何形状有关。
挠度分析可以通过弯曲方程和挠度与弯矩的关系进行计算。
4. 应用范围在工程实践中,简支梁广泛应用于以下领域:•建筑结构:简支梁常用于楼板、悬臂梁、梁柱等建筑结构中,承受水平和垂直荷载。
•桥梁工程:简支梁在桥梁工程中可以用于简单跨度桥、路面板和匝道梁等结构。
•机械工程:简支梁在机械设备中可以用于滑轨、支撑结构和挠性连接件等。
5. 总结简支梁作为结构力学中的基本梁式结构,具有简单的支座情况和受力特点。
【最新整理,下载后即可编辑】§13-4 连续梁的整体刚度矩阵即传统位移法:根据每个结点位移对附加约束上的约束力{F}的贡献大小进行叠加而计算所得。
一、单元集成法的力学模型和基本概念1.首先只考虑于是其中由前面的单元刚度矩阵所得,则进一步得到所以最终得到2.则这是最后总结如下的形式来作最终的计算§13-5 刚架的整体刚度矩阵思路要点:(1)设各单元已形成了整体坐标系下的单元刚度矩阵;与连续梁相比: (1)各单元考虑轴向变形;(2)每个刚结点有三个位移; (3)要采用整体坐标;(4)要处理非刚结点的特殊情况。
一、结点位移分量的统一编码——总码整体结构的结点位移向量为:相应地结点力向量为:规定:对于已知为零的结点位移分量,其总码均编为零。
其中每个单元的刚度为以下其中定位向量为:最终进行叠加求得整体刚度矩阵代入数字得定位向量:§13-6 等效结点荷载结构体系刚度方程:{F}= [K]{∆} (1)表示结点位移{∆}和结点力{F}之间的关系,反映了结构的刚度性质,而不涉及原结构上作用的实际荷载,并不是原结构的位移法基本方程。
一、位移法基本方程} ={0} (2)[K]{∆} +{FP用图来表达以上思想:二、 等效结点荷载的概念显然 {P }= –{F P }………解决了计算等效结点荷载的问题 等效原则是两种荷载在基本体系中产生相同的结点约束力 三、按单元集成法求整体结构的等效结点荷载{P } (1)局部坐标单元的等效结点荷载(2)整体坐标单元的等效结点荷载(3) 结构的等效结点荷载{P }{}[]{}P T P T=依次将每个单元等效结点荷载中的元素按照单元定位向量在结构的等效结点荷载中定位叠加。
§13-7 计算步骤和算例1 确定整体和局部坐标系、单元和结点位移编码2 形成刚度矩阵(1)形成局部坐标系下的单元刚度矩阵(2)形成整体坐标系下的单元刚度矩阵(3)“换码重排座”,形成整体结构的刚度矩阵3 形成等效结点荷载(1)形成局部坐标系下的单元固端力(2)形成整体坐标系下的单元等效结点荷载(3) “换码重排座”,形成整体结构的等效结点荷载4 解整体刚度方程,求结点位移5 求各单元的杆端内力(1)整体坐标系下的单元杆端位移(2)局部坐标系下的单元杆端位移(3)局部坐标系下的单元杆端内力§13-8 忽略轴向变形时矩形刚架的整体分析14 超静定结构总论§14-1 超静定结构解法的分类和比较超静定结构计算方法分类各种结构型式所选用的适宜解法说明:手算时,凡是多余约束多、结点位移少的结构用位移法;反之用力法。