建 筑 力 学 讲 义
3、二刚片规则:
两刚片用一铰和不通过此铰的链杆联结成几何不变体系,且无多余联系。[共线则瞬变] 或:二刚片用不全平行也不交于一点的三链杆联成几何不变体系,且无多余联系。[平行等长同侧常变;平行等长异侧瞬变;平行不等长瞬变,交于一点瞬变]
若少于三个链杆则为几何可变体系;若三个链杆平行或交于一点也为可变体系:
发生微小位移后,三链杆仍然平行或交于一点,则为常变体系,若不再平行或交于一点,则为瞬变体系。 瞬变 瞬变 常变 常变
§5-5几何构造与静定性的关系,常见的结构形式
结论:
1)若W >0,则体系缺少必要的联系,几何可变
2)若W =0,则体系具备几何不变必需的最少联系数目,若无多余联系,则几何不变;若有多余联系,则几何可变
3)若W<0,则体系有多余联系。若几何不变,必是超静定结构。
第六章 静定结构内力计算
内力:物体因外力作用,物体各部分之间(附加)产生的相互作用力称为物体的内力。 内力性质:随外力的产生而产生,随外力的增大而增大,有一定限度。
9
建 筑 力 学 讲 义
§6-1 2 3 4梁和刚架内力;内力方程、内力图;MQq间微分关系;叠加法画M图 一般方法:1.求支反力2.求特征点内力(各杆端内力)3.按内力图特征画内力图 1、求支反力
1)单跨梁和单跨刚架(往往可建立只含一个未知量的平衡方程)
除FB外其他各力对A之矩代数和,与FB反向取正号
? MA=0 FB? LAB ?MB=0 可得FA 如同上式;或由? Y?0 也可可得FA
3)多跨梁和多跨刚架(或多层刚架)先求附属结构支反力,后求基本结构支反力 *能独立保持几何不变的部分称为基本(主)结构;依附于其他部分 才几何不变的部分称为附属(副)结构。(又根据平衡的依附关系分为: 基本(主)结构,次基本(主)结构?附属(副)结构) 2、求分段点内力(杆段端内力)
1)内力的符号规定:根据变形确定正负如图。 轴力N以拉为正;
剪力Q绕物体顺时针为正; 弯矩M下拉为正。 2)简便截面法:
轴力N=ΣP一侧n (截面一侧所有外力沿截面法向投影代数和,离开截面取正号, 指向截面取负号)
剪力Q=ΣP一侧t(截面一侧所有外力沿截面切向投影代数和,左上右下取正号) 弯矩M=ΣM一侧c(截面一侧所有外力对截面形心取矩代数和,左顺右逆取正号) 3)剪力方程 Q=Q(x)与弯矩方程M=M(x)
(1) 梁轴线x为横坐标,剪力Q 为纵坐标的方程称为剪力方程 Q=Q(x) 梁轴线x为横坐标,弯矩M为纵坐标的方程称为弯矩方程M=M(x)
(2) Q=Q(x)和M=M(x) 函数图形称为剪力图和弯矩图(QM沿梁轴线变化的图形)
集中力(支座)、集中力偶和分布载荷的起止点,为剪力方程和弯矩方程的分段点。 分段点截面也称控制截面。这些点也是剪力图和弯矩图的分段点。
分段点和极值点标明QM的值,Q图和轴力图一样标明±号;M图画在受拉(凸)侧。 剪力图和弯矩图最后注明Qmax和Mmax的数值。 4)利用微分关系作为内力图
dQ(x)Y?0?q(x)(q向上为正,向下为负) ?dx 10
建 筑 力 学 讲 义
dM(x)?Q(x)dx dN(x)?X?0dx??p(x) 5)利用积分关系作内力图 x2x2正 dQ(x)?q(x)dxQ(x)?Q(x)?AQ(x)?Q(x)?A[A与q同]21q21qq负?xx12?x1x2正 dM(x)?Q(x)dxM(x)?M(x)?AM(x)?M(x)?A[A与Q同]21Q21QQ负?x1?x16)Q M图的形状特征:
?MC?0
§6-4叠加法作弯矩图
(1)若熟知单个荷载M图,则多个 荷载M分别画出后叠加(而不合并)
(2)分段叠加法(简支梁叠加法): ①求相邻两控制截面弯矩,联虚线 ②从虚线为基线画“简支梁”弯矩图, 其竖标垂直梁轴量取
*上述方法对斜杆荷载不垂直于梁轴仍有效 §6-5静定多跨梁
2)如前述基本部分上的荷载仅在其自身上产生内力和变形,而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和变形。所以多跨静定梁的受力分析顺序也可根据荷载的传力顺序,先求附属部分支反力,??后求基本部分支反力。 例3-1 画图示静定多跨梁的弯矩图。
11
建 筑 力 学 讲 义
§6-4静定平面刚架
例画图示刚架的内力图。 解:先求支座反力。ΣX=0
ql??mA?0RB?l2?ql2l4?Y?0YA?ql4
第七章 轴向拉伸与压缩
§7-1轴向拉伸与压缩的概念,
横截面上的内力、轴力图
例2-1 求如图示杆件的内力,并作轴
例2-1简化解:N1=4kN(拉)N2=4-3=1Kn(拉) N3=-2kN(压)
§7-2轴向拉压杆的应力
1.横截面上的正应力
只凭轴力不能判断杆件是否有足够的强度, 必须研究横截面上内力的分布集度——应力
为了求得应力分布规律,先观测杆件变形: 所有的纵向线均产生同样的伸长,横向线均保 持为直线,且仍与轴线正交。由此提出
平面假设:变形前的横截面,变形后仍保 持为平面,而且仍垂直于杆轴线。
故任意二横截面间,所有纵向纤维的伸长均相 同→横截面各点线应变相同→各点正应力相同。
12