在熟练掌握简便方法求内力的情况下,可以直接根据梁上的荷截及支座反力画出内力图。
控制截面是指对内力图形能起控制作用的截面。
当图形为平行直线时,只要确定一个截面的内力数值就能作出图来,此时找到一个控制截面就行了;
当图形为斜直线时就需要确定两个截面的内力数值才能作出图来,此时要找到两个控制截面;
当图形为抛物线时就需要至少确定三个截面的内力数值才能作出图来,此时至少要找到三个控制截面;
一般情况下,选梁段的界线截面、剪力等于零的截面、跨中截面为控制截面。
【小 结】
本节讲述了利用q和剪力、弯矩的关系做内力图的方法,注意如何确定控制截面。
【课后作业】 教材P135,习题3。
7.5 用叠加法作弯矩图
7.5.1 叠加原理:
多个载荷同时作用于结构而引起的内力等于每个载荷单独作用于结构而引起的内力的代数和。
Q(P1P2??????Pn)?Q1(P1)?Q2(P2)????????Qn(Pn)M(P1P2??????Pn)?M1(P1)?M2(P2)????????Mn(Pn)适用条件:所求参数(内力、应力、位移)必然与荷载满足线性关系。即在
弹性限度内满足虎克定律。
注意:材料力学构件小变形、线性范围内必遵守此原理 ★7.5.2 叠加法作弯矩图的步骤:
①分别作出各项荷载单独作用下梁的弯矩图;
②将其相应的纵坐标叠加即可(注意:不是图形的简单拼凑)。
图 7-20
同号:对应纵坐标代数值相加,而非内力图简单合并
图7-21
异号:叠加后图形重叠部分表示两个纵坐标值互相抵消,不重叠部分为所求弯矩图。
基线改成水平基线
例7.11 用叠加法作所示外伸梁的弯矩图
解:区段叠加法 1).求支座反力
?M?FA(F)?0,RB?11kNY?0,RA?15kN
2).截面法求各控制截面弯矩(外力作用点) 3).分段, 用区段叠加法绘制弯矩图
MAD中=(-12+8)/2+2?42/8=2kN ·m MBF中=(-4+0)/2+2?22/8=-1kN ·m
【小 结】
本节讲述了叠加法作弯矩图,注意将其相应的纵坐标叠加即可(注意:不是图形的简单拼凑)。
【课后作业】
教材P135,习题5,6。
7.6 多跨静定梁
若干根梁用中间铰连接在一起,并以若干支座与基础相连,或者搁置于其他构件上而组成的静定梁,称为多跨静定梁。
在实际的建筑工程中,多跨静定梁常用来跨越几个相连的跨度。图7-23a所示为一公路或城市桥梁中,常采用的多跨静定梁结构形式之一,其计算简图如图7-23b所示。 A(c)BCDA(b)BCD企口(a) 图 7-23 在房屋建筑结构中的木檩条,也是多跨静定梁的结构形式,如图7-24a所示为木檩条的构造图,其计算简图如图7-24 b所示。 A(c)图13-2A(b)B(a)屋架上弦CDEF斜搭接木檩条图13-1BCDEF 图 7-24 1.多跨静定梁的特点: (1)几何组成上: 可分为基本部分和附属部分。 图7-23b中AB梁是直接由链杆支座与地基相连,是几何不变的。且梁AB本身不依赖梁BC和CD就可以独立承受荷载,所以,称为基本部分。如果仅受竖向荷载作用,CD梁也能独立承受荷载维持平衡,同样可视为基本部分。短梁BC是依靠基本部分的支承才能承受荷载并保持平衡,所以,称为附属部分。同样道理在图7-24b中梁AB,CD和EF均为基本部分,梁BC和梁DE为附属部分。为了更清楚地表示各部分之间的支承关系,把基本部分画在下层,将附属部分画在上层,分别如图7-23c和图7-24c所示,我们称它为关系图或层叠图。
(2)从受力分析来看
当荷载作用于基本部分时,只有该基本部分受力,而与其相连的附属部分不受力;当荷载作用于附属部分时,则不仅该附属部分受力,且通过铰接部分将力传至 与其相关的基本部分上去。因此,计算多跨静定梁时,必须先从附属部分计算,再计算基本部分,按组成顺序的逆过程进行。例如图7-23c,应先从附属梁BC计算,再依次考虑CD、AB梁。这样便把多跨梁化为单跨梁,分别进行计算,从而可避免解算联立方程。再将各单跨梁的内力图连在一起,便得到多跨静定梁的内力图。
例7-12 试作图7-25a所示多跨静定梁的内力图。 解:(1)作层叠图
如图7-25b所示,AC梁为基本部分,CE梁是通过铰C和D支座链杆
连接在AC梁上,要依靠AC梁才能保证其几何不变性,所以CE梁为附属部分。 (b) 64(d)5.858F22(c)M=64KN mHA=0VA=58KNq=10kN/mVB=18KN80Vc=40KNV′c=40KNAM=64KN mHA=0(a)AVA=58KN8mq=10kN/mBCP=80kNDEVD=120KN4mCBP=80kNDVD=120KND2mEVB=18KN2mQ40160图(KN) ( e ) 图 104.27-25 80例题1ql 2=808(2)计算支座反力 图13-3M图(KN m)7-12图 从层叠图看出,应先从附属部分CE开始取隔离体,如图7-25c所示。