工 程 结 构 力 学
梁各部分的受力如上图示,作用于铰结点D的集中力(80kN)可看作直接作用于基本部分AD上。 对于AD段梁:
对于FL段梁:
3)内力图如下图示
例3-2-3 求x的值,使梁正、负弯矩相等。
解:BD跨为基本部分,AB跨为附属部分。 AB跨跨中弯矩ME为: BD跨支座C负弯矩MC为: 令ME=MC 得:
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对于BD杆:
CD跨最大弯矩为:
§3-3 静定平面刚架受力分析
一、基本概念
平面刚架由梁和柱组成,梁和柱通常用刚结点相连接。
刚结点有如下特征:
几何特征——一个简单刚结点相当于三个约束,能减少体系三个自由度。 变形特征——在刚结点处,各杆端截面有相同的线位移及角位移。 静力特征——刚结点能传递弯矩、剪力和轴力。
二、静定平面刚架分类
悬臂刚架——梁为悬臂杆,如火车站之月台结构;
简支刚架——用三根链杆或一个铰和一根链杆与基础相连组成的刚架;
三铰刚架——三个刚片(包括基础)用三个铰两两相连组成的刚架。在竖向荷载作用下,三
铰刚架的支座存在水平推力。 三、静定平面刚架内力分析举例 例3-3-1 作图示平面刚架内力图。 解:ACD为附属部分,其余为基本部分。 1)支座反力 考虑附属部分ACD:
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考虑刚架整体平衡:
2) 作M图
取右图示EHK部分为隔离体:
取右图示DE部分为隔离体:
各柱上端弯矩为:
3) 作FQ 图
杆端剪力可以用投影方程或力矩方程求解,本题剪力很容易用投影方程求得。下面以EH杆为例说明用力矩方程求剪力的方法。 取右图示EH杆为隔离体:
4) 作FN图
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各杆轴力可以用投影方程求解。根据剪力图, 取各刚结点为隔离体,用投影方程求轴力。
例3-3-2
作图示三铰刚架内力图。
解:1) 支座反力
整体平衡:
由CEB部分平衡:
由整体平衡:
2) 作M图AD杆: MDA=ql2/16 (右拉) M中=ql2/16 (右拉)
3) 作FQ、FN图 很容易作出剪力图和轴力图如上右图示。 例3-3-3 作图示三铰刚架内力图。
解:1) 支座反力 考虑整体平衡:
由BEC部分平衡:
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2) 作M 图
斜杆DC中点弯矩为:
弯矩图见右上图。
3) 作FQ图
斜杆用力矩方程求剪力,竖杆、水平杆用投影方程求剪力。 对于DC杆:
对于EC杆:
竖杆AD、BE的剪力用投影方程很容易求得。 剪力图见下页图。
4) 作FN图
竖杆、水平杆及斜杆均用投影方程求轴力。 结点D:如右上图
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