003★结构力学A上★第三章★静定结构的受力分析刚架桁架组合结构及拱.ppt

§§3-3 静定平面刚架的内力静定平面刚架的内力1v 由多根直杆组成v 杆件之间的结点多为刚结点3 3 1 12刚结点刚结点Rigid Jointv变形变形特点特点：限制相对的转动和移动：限制相对的转动和移动v受力特点：可传递弯矩、剪力和轴力受力特点：可传递弯矩、剪力和轴力3悬臂刚架悬臂刚架简支刚架简支刚架三铰刚架三铰刚架3 3 2 24v内力类型：内力类型：弯矩、剪力、轴力弯矩、剪力、轴力v计算方法：计算方法：截面法截面法v内力的符号规定：内力的符号规定： 弯矩：弯矩：取消正负规定，弯矩图画在受拉一侧取消正负规定，弯矩图画在受拉一侧 剪力：符号规定不变剪力：符号规定不变 轴力：符号规定不变轴力：符号规定不变轴力图和剪力图习惯上同号画在同侧，标明正负轴力图和剪力图习惯上同号画在同侧，标明正负 3 3 3 35例例1：：作出内力图作出内力图6注意事项：注意事项：1. 内力符号的有关规定内力符号的有关规定2. 结点处杆端的不同截面结点处杆端的不同截面3. 正确选择隔离体正确选择隔离体4. 注意结点的平衡注意结点的平衡——校核校核计算步骤：计算步骤：1. 计算支座反力计算支座反力2. 求杆端内力求杆端内力3. 作内力图作内力图4. 结点校核结点校核7例例2：：8注意事项：注意事项：1. 内力符号的有关规定内力符号的有关规定2. 结点处杆端的不同截面结点处杆端的不同截面3. 正确选择隔离体正确选择隔离体4. 注意结点的平衡注意结点的平衡——校核校核计算步骤：计算步骤：1. 计算支座反力计算支座反力2. 求杆端内力求杆端内力3. 作内力图作内力图4. 结点校核结点校核9练习：练习：3 3 13 3 23 3 3103 3 53 3 43 3 6113 3 83 3 73 3 9下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为 ，荷载作用于杆段中点处。

荷载作用于杆段中点处荷载作用于杆段中点处荷载作用于杆段中点处12下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为下列各题中杆长均为 3 310103 311113 312123 310103 311113 3121213例例3:三铰刚架的内力计算三铰刚架的内力计算三铰刚架的支反力需要辅助选取半边刚片的平衡条件作为补充三铰刚架的支反力需要辅助选取半边刚片的平衡条件作为补充三铰刚架的支反力需要辅助选取半边刚片的平衡条件作为补充三铰刚架的支反力需要辅助选取半边刚片的平衡条件作为补充14例例4:试作图示两层刚架的试作图示两层刚架的M图图杆长为杆长为杆长为杆长为注意计算顺序的选取注意计算顺序的选取注意计算顺序的选取注意计算顺序的选取15例例5 5 作图示门式刚架的内力图作图示门式刚架的内力图解：解：（（1 1）求支反力）求支反力（（2）） 作作M图图16（（3 3）） 作作F FQ Q图图由隔离体平衡条件求杆端剪力由隔离体平衡条件求杆端剪力17（（4）） 作作FN图图由结点平衡条件求杆端轴力由结点平衡条件求杆端轴力18§3-5 静定平面桁架的内力静定平面桁架的内力钢筋混凝土组合屋架钢筋混凝土组合屋架3 3 1 1p 由多根直杆组成由多根直杆组成p 铰结点相联铰结点相联p 荷载作用于结点上荷载作用于结点上19武汉长江大桥采用的桁架形式武汉长江大桥采用的桁架形式武汉长江大桥采用的桁架形式武汉长江大桥采用的桁架形式2021v 简单桁架简单桁架v 联合桁架联合桁架v 复杂桁架复杂桁架3 3 2 2每次用不在一条直线上的两个链杆连接一个新结点而组成的桁架每次用不在一条直线上的两个链杆连接一个新结点而组成的桁架22由几个简单桁架联合组成几何不变的的铰接体系。

由几个简单桁架联合组成几何不变的的铰接体系2324桁架内力计算时的假定：桁架内力计算时的假定：v 桁架的结点都是光滑的铰结点桁架的结点都是光滑的铰结点v 各杆的轴线都是直线并通过铰的中心各杆的轴线都是直线并通过铰的中心v 荷载和支座反力都作用在结点上荷载和支座反力都作用在结点上3 3 3 325v 结点法结点法v 截面法截面法v 联合应用联合应用3 3 4 4——截面法截面法26①① 结点法结点法27①① 结点法结点法结点上未知力的个数小于结点上未知力的个数小于2个个——适于简单桁架的计算适于简单桁架的计算28零杆零杆2930313233复习课复习课——静定平面桁架的内力（结点法）静定平面桁架的内力（结点法）3 3 1 13 3 2 23 3 3 334练习练习1：结点法作出图式结构的内力图：结点法作出图式结构的内力图35练习练习2：结点法作出图式结构的内力图：结点法作出图式结构的内力图36②② 截面法截面法脱离体上的未知力个数不多于脱离体上的未知力个数不多于3个个——适于联合桁架的计算和桁架中指适于联合桁架的计算和桁架中指 定杆件的计算定杆件的计算37383940③③ 联合应用联合应用——适于复杂桁架或截面上未知适于复杂桁架或截面上未知④④ 多于多于3根时的内力计算问题根时的内力计算问题41§3-8 三铰拱的内力三铰拱的内力424344重庆朝天门大桥重庆朝天门大桥重庆朝天门大桥重庆朝天门大桥45在竖向荷载作用下，拱支座内产生水平反力在竖向荷载作用下，拱支座内产生水平反力3 3 1 1463 3 247拱顶拱顶拱趾拱趾拱轴拱轴拱高拱高拱跨拱跨483 3 349v 竖向支反力与对应简支梁相同。

竖向支反力与对应简支梁相同v 水平推力仅与拱顶、拱趾及荷载作用位置有关，水平推力仅与拱顶、拱趾及荷载作用位置有关， 而与拱轴线的形状无关而与拱轴线的形状无关50v由于水平推力的存在，拱的弯矩与相应简支梁相由于水平推力的存在，拱的弯矩与相应简支梁相比较小v竖向荷载作用下，拱截面内有较大的轴力，且一竖向荷载作用下，拱截面内有较大的轴力，且一般为压力般为压力51例：三铰拱的轴线为抛物线：例：三铰拱的轴线为抛物线：试求支座反力，并绘制内力图试求支座反力，并绘制内力图52截面截面D的几何参数：的几何参数：535455 适当选取一根轴线，使得在给定的荷载作用下，适当选取一根轴线，使得在给定的荷载作用下，拱上各截面的弯矩均为零，即只承受轴力拱上各截面的弯矩均为零，即只承受轴力3 3 456例：试求图示三铰拱的合理拱轴线例：试求图示三铰拱的合理拱轴线57§3-7 组合结构组合结构3 3 1由桁架杆件和受弯杆件组成由桁架杆件和受弯杆件组成5859603 3 2611.区分桁架杆件和受弯杆件区分桁架杆件和受弯杆件2.选取脱离体时不要切断受弯杆件选取脱离体时不要切断受弯杆件。

3.先计算桁架杆件，后计算受弯杆件先计算桁架杆件，后计算受弯杆件62例：绘制内力图例：绘制内力图6364变形曲线变形曲线结构的变形曲线：结构的变形曲线：结构的变形曲线：结构的变形曲线：1.1. 必须符合支座的约束条件和杆件的联结条件；必须符合支座的约束条件和杆件的联结条件；必须符合支座的约束条件和杆件的联结条件；必须符合支座的约束条件和杆件的联结条件；2.2. 必须正确反映结点线位移和角位移的方向；必须正确反映结点线位移和角位移的方向；必须正确反映结点线位移和角位移的方向；必须正确反映结点线位移和角位移的方向；3.3. 必须正确反映杆件的弯曲方向必须正确反映杆件的弯曲方向必须正确反映杆件的弯曲方向必须正确反映杆件的弯曲方向。