2.静定结构的受力分析(2)

2019-08-30 19:06

然后取刚架整体为隔离体,求水平反力HA :

ΣX = 0, HA- HB+15×4 = 0 得HA = - 35 KN (←)。 例2-8:P45图2-22 a所示悬式组合结构,求支座反力。

例2-9:P46图2-23 a所示静定桁架,求支座反力。

§2-3 静定多跨梁及刚架

1、静定多跨梁

⑴ 基本部分和附属部分

基本部分:在荷载作用下,本身可以维持平衡的部分称为基本部分。 附属部分:在荷载作用下,要依靠基本部分的支承才能维持平衡的部分称为附属部分。

⑵ 层次图与传力顺序

作用在附属部分上的荷载将使支承它的基本部分产生反力和内力,而作用在基本部分上的荷载则对附属部分没有影响。 ⑶ 计算顺序

先从附属部分开始,按组成顺序的逆过程进行。即先计算附属部分上的荷 载产生反力,反向作用在基本部分上,再计算基本部分的反力,然后再按简捷 法绘内力图。

举例:

例2-10:P48试作图2-25 a所示静定多跨梁的内力图。

例:试作出图示多跨静定梁的内力图。

12KN·m 20KN/m 15KN A B 3m 3m C 1.5m D 1m 2m E

⑴ 求支座反力

DE段:VE = 5KN (↑) VD = 10KN (↑)

AD段:VA = 14.5KN (↑) VC = 55.5KN (↑) ⑵ 简捷法作内力图

14.5 10 (+) Q(KN)

A (+) B (-) C D (-) 5 E

44.5 12 15 M(KN·m) A B C 22.5 31.5 D 10 E

练习:试作出图示多跨静定梁的内力图。

10KN·m 40KN 10KN/m

A

15kN

A Q图(kN)

10

M图(kN m) A

B 3m 3m C 2m D 4m E 20kN

45kN 15 ㈩ ㈠ 25 B 40 20 ㈩ C ㈠ D 20 60 B 35 C 20 D

第 6 讲:静定平面刚架(Ⅰ)

要 求:掌握静定平面刚架的内力计算方法 重 点:简支刚架内力图 2、静定平面刚架:

⑴ 刚架的特点

由若干直杆组成的几何不变体系,其中结点全部或部分是刚结点。当刚架各杆轴线和外力作用线都处于同一平面由时称为平面刚架。

刚结点的特征:如图2-30所示

变形:梁与柱的联结处在构造上为刚性联结,即刚结点。当刚架受力变形时,汇交于联结处的各杆端之间的夹角保持不变。

受力:刚结点能约束杆端之间的相对转动和移动,故能够承受和传递弯矩。如图2-31所示,刚架中由于刚结点处承受弯矩,故横梁跨中弯矩峰值得到削减。 ⑵ 刚架中各杆的杆端内力

① 内力正负号规定:(与梁相同)轴力以拉为正,以压为负;剪力以绕隔离体顺时针转者为正,反之为负;弯矩不规定正负号。

② 内力符号表示:在内力符号的右下端加两下标以标明内力所属杆件,其中第一下标代表截面所在的一端,第二下标代表杆的另一端。如图2-32所示。

③ 正确地选取隔离体。每个横截面上有三个未知内力(轴力N、剪力Q、弯矩M)。未知力N、Q都按正方向画出,未知力M按任一指定的方向画出。 ④ 注意结点隔离体的平衡条件。常用作计算的校核。

⑤ 注意正确判断截面上剪力的符号和弯矩的性质(哪一侧受拉)。 ⑶ 刚架内力图

基本作法:一般在求出支座反力后,将刚架拆成杆件,求出各杆杆端内力后,利用杆端内力及杆上荷载与内力关系规律(包括M叠加法)分别作各杆内力图,各杆内力图合在一起就是刚架的内力图。

轴力图、剪力图可画在杆的任一侧,但要注明正负号;弯矩图绘在杆的受拉纤维一边,不用注明正负号。

举例:

例:P52试作图2-34 a所示静定刚架的内力图。

例2-12:P54试作图2-36 a所示静定刚架的内力图。

例:试作图示筒支刚架的内力图。 ⑴ 计算支座反力

HE = 5KN(←);VE = 52.5KN(↓);VAy= 15.5KN(↑) ⑵ 作内力图

2m 5kN 16 kN/m C B D F

① 作M图:(内侧受拉的为 +)

E A M AB = 0, M CB = -5×2 = -10KN m, M CD = -10KN m,M DC = -28KN m, M DF = -8KN m, M DE = -20KN m。 1m 4m ② 作Q图:

Q BC = -5 KN, Q CD = 27.5KN, Q BC = -36.5KN, Q DF = 16KN, Q DE = 5 KN。

③ 作N图:

N AC = -27.5KN, N CD = - 5.0 KN, N DE = -52.5KN。

2m ④ 校核:

28

10 10 27.5 32 8 16 (+) F

5 (-) 20 C B A D D (+) (-) (+) 36.5 C B F

C (-) 5 D F 5 27.5 (-) (-) 52.5 E A Q图(kN)

E A N图(kN)

5 kN/m E M图(kN m)

练习:试作图示静定刚架的内力图。 ⑴ 计算支座反力

HA = 10KN(←);VB = 7.5KN(↑);VE = 2.5KN(↑)。 ⑵ 作内力图

2m 2m E D 10 kN C B ① 作M图:(内侧受拉的为 +)

M CA = -10×2 = -20 KN m,M CB = 7.5×2 = 15 KN m,

A M DE = 2.5×2 –(5×2)×1= -5 KN m,

2m 2m M CD = -5 KN m。

② 作Q图:

Q AC = 10 KN, Q CB = -7.5 KN, Q CD = 0, Q ED = 2.5 KN, Q DE = -7.5 KN。

③ 作FN图:

N CD = -7.5 KN, N AC = 0, N BC = 0。 2.5 5 2.5 D D E E E + D (-)

5 (-) 7.5 7.5

B B C 20 B C C (-) 15 10 (+) 7.5

A A A M图(kN m) N图(kN) Q图(kN)

第 7 讲:静定平面刚架(Ⅱ)

要 求:掌握三铰刚架及多层多跨静定刚架的内力计算绘制内力图 重 点:三铰刚架及多层多跨静定刚架的计算方法 1、三铰刚架的计算

先由整体或某些部分的平衡条件,求出各支座反力,再求内力绘内力图。 举例:

例2-14:P57绘制图2-38a所示三铰刚架的内力图。

例:试作图示三铰刚架的内力图。

20 kN/m ⑴ 计算支座反力

C 先取刚架整体为隔离体,求竖向反力:

VA = 60 KN(↑), VB = 20 KN(↑)。

D E 再取半边刚架为隔离体,求水平反力: HB = 10 KN(←), HA = 10 KN(→)。 ⑵ 作内力图

A B ① 作M图:(内侧受拉的为 +) HA HB MDA = -10×6 = - 60 KN m, MDC = - 60 KN m,

4m 4m VA MEB = - 60 KN m, MEC = - 60 KN m。 VB ② 作Q图:

QAD = -10 KN, QBE = 10 KN, QDC = 60×Cosα-10×Sinα= 49.19 KN, QEC = -13.42KN, QDE = 49.49 -(20×4)Cosα= -22.36 KN。

③ 作N图: C 40 60 60 NDC = -35.78 KN,NCD = 0,NEC = -17.89KN。

60 60 x' 20kN/m E D N C Q D α M A B Q N y' M图(kN m) 49.19 x' x' C N M M N

Q ㈠ ㈩ α α E 22.36 ㈠ D E D 13.42 Q ㈩ 10 10 ㈠ y' y' A B H A HB

V V

Q图(kN)

20kN/m x'

N C

C ㈠D ㈠ E Q 17.89 α D 60 ㈠ 20 ㈠ 35.78 y' A B A H

CDCDDCDCDCDCDCECECECDCABABCDCDAVA N图(kN)

6m 2m


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