第四章结构力学静定刚架的内力分析精选PPT.ppt
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1、刚架的构造特点刚架的构造特点第一节 概述组成刚架的杆件主要产生弯曲组成刚架的杆件主要产生弯曲变形,可承受弯矩。变形,可承受弯矩。具有刚结点具有刚结点第1页,此课件共71页哦(a)第2页,此课件共71页哦(b)第3页,此课件共71页哦(c)第4页,此课件共71页哦刚结点的特点刚结点的特点 是能传递力矩(弯矩)是能传递力矩(弯矩)静定刚架有如下几种最简形式静定刚架有如下几种最简形式,较较复杂的刚架一般是由若干简单刚架复杂的刚架一般是由若干简单刚架按基本组成规则构成的。按基本组成规则构成的。第5页,此课件共71页哦(a)悬臂刚架悬臂刚架 (b)简支刚架简支刚架 第6页,此课件共71页哦(c)三铰刚架
2、三铰刚架 第7页,此课件共71页哦悬臂刚架的支座反力悬臂刚架的支座反力第二节第二节 简单刚架的内力分析简单刚架的内力分析 1、支座反力计算、支座反力计算 第8页,此课件共71页哦第9页,此课件共71页哦取上部整体为隔离体取上部整体为隔离体 建立该隔离体的平衡方程建立该隔离体的平衡方程 为:为:(左侧受拉)()()第10页,此课件共71页哦()图图(b)(b)左所示刚架支座反力的计算,左所示刚架支座反力的计算,同样取刚架上部整体为隔离体,同样取刚架上部整体为隔离体,见图见图(b)(b)右,建立平衡方程:右,建立平衡方程:第11页,此课件共71页哦()第12页,此课件共71页哦()()第13页,此
3、课件共71页哦(a)返回返回简支刚架的支座反力:简支刚架的支座反力:第14页,此课件共71页哦(b)第15页,此课件共71页哦当两铰支座在一条水平线上时,见图(a)左取刚架上部整体为隔离体,见图(a)右,建立平衡方程并求解 第16页,此课件共71页哦()()第17页,此课件共71页哦()第18页,此课件共71页哦三铰刚架的支座反力:三铰刚架的支座反力:(a)第19页,此课件共71页哦如果仅用上部整体的平衡条件如果仅用上部整体的平衡条件(b)返回返回第20页,此课件共71页哦解法解法1:(c)分别取两个折杆为隔离体,见图分别取两个折杆为隔离体,见图(c)(c)。第21页,此课件共71页哦(a)(
4、b)联立联立(a)(a)、(b)(b)两式,求解得:两式,求解得:()()(c)第22页,此课件共71页哦将式(c)所示的结果带回图(c)的两个隔离体上,容易得出该三铰刚架的四个支座反力,即:()()()()第23页,此课件共71页哦 解法解法2 2:取图取图(b)(b)所示体系为隔离体。所示体系为隔离体。(a)(b)第24页,此课件共71页哦联立联立(a)(a)、(b)(b)两式,求解得:两式,求解得:()()再有隔离体整体平衡条件再有隔离体整体平衡条件 ,即可,即可求得求得A A支座的两个支座反力同上。支座的两个支座反力同上。第25页,此课件共71页哦说明:说明:当必须解联立方程时,当必须
5、解联立方程时,先集中列出一个铰上的约束力的两个方程。即截开在三个铰中所选的任意一个铰,以另两个铰为矩心,分别列关于所选铰处约束力的力矩方程。要要点点是是第26页,此课件共71页哦图4-2-4第27页,此课件共71页哦由于两个水平支座反力在一条线上,若先对铰A、铰B分别建立力矩平衡方程,这两个方程分别是关于两个竖向支座反力的独立的方程,因此可先求出这两个反力。第28页,此课件共71页哦由得:(a)由得:()()(b)第29页,此课件共71页哦如取截面如取截面I-II-I以右部分,由以右部分,由 得:得:()再由整体的平衡方程再由整体的平衡方程 得:得:()第30页,此课件共71页哦2 2、刚架的
6、内力计算和内力图制作、刚架的内力计算和内力图制作(a)(b)图4-2-5 第31页,此课件共71页哦杆端力计算杆端力计算(1)取隔离体暴露杆端力的计算方法:取隔离体暴露杆端力的计算方法:刚架各杆杆端截面见图刚架各杆杆端截面见图(b)(b)上端线所注,上端线所注,截开各杆端截面后,刚架离散成图截开各杆端截面后,刚架离散成图4-4-幻幻灯片灯片 22 222-62-6所示各隔离体。所示各隔离体。第32页,此课件共71页哦图4-2-6 第33页,此课件共71页哦刚架的内力的正负号规定同梁。刚架的内力的正负号规定同梁。各内力图均以杆轴为原始基线垂各内力图均以杆轴为原始基线垂直杆轴画出。弯矩不规定正负,
7、直杆轴画出。弯矩不规定正负,但规定弯矩竖标画在受拉侧;在但规定弯矩竖标画在受拉侧;在同一杆上的轴力或剪力图,若异同一杆上的轴力或剪力图,若异号分画在杆轴两侧,若同号则在号分画在杆轴两侧,若同号则在杆轴任一侧,但须在图中注明正杆轴任一侧,但须在图中注明正负号。负号。第34页,此课件共71页哦 ADAD杆:杆:各杆端力计算如下:各杆端力计算如下:(左侧受拉)(左侧受拉)第35页,此课件共71页哦 结点结点D D:(上侧受拉)第36页,此课件共71页哦 BC BC杆:杆:(右侧受拉)(右侧受拉)第37页,此课件共71页哦 结点结点C C:(上侧受拉)(上侧受拉)第38页,此课件共71页哦直接法(不暴
8、露杆端力)计算杆端力方法:则是以外力相对于截面的左或右区分正负,即,剪力以左上、右下为正;轴力以左左、右右为正。第39页,此课件共71页哦图图4-2-74-2-7 计算计算D D下(下(ADAD杆杆D D端截面)内力时,若端截面)内力时,若计算者在杆计算者在杆ADAD以左,则所取部分在截以左,则所取部分在截面以右,则:面以右,则:第40页,此课件共71页哦计算计算D D右(右(DCDC杆杆D D端截面)内力时,若计算者在杆端截面)内力时,若计算者在杆DCDC以下,取以下,取D D以左部分,则:以左部分,则:第41页,此课件共71页哦取取D D截面以右部分,则:截面以右部分,则:第42页,此课件
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