静定结构的受力分析§3-3 静定平面刚架.ppt

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1、3-1 3-1 梁的内力计算的回顾梁的内力计算的回顾 (材料力学内容）材料力学内容）3-2 3-2 多跨静定梁多跨静定梁3-3 3-3 静定平面刚架静定平面刚架 3 3-4 4 静定平面桁架静定平面桁架 3-7 3-7 组合结构组合结构 3-8 3-8 三铰拱三铰拱 第三章第三章 静定结构的受力分析静定结构的受力分析 课堂练习课堂练习-快速绘制快速绘制M图图 3-3 3-3 静定平面刚架静定平面刚架1)1)由梁和柱组成，梁柱结点为刚性联接由梁和柱组成，梁柱结点为刚性联接;1.1.刚架的特征刚架的特征 2.2.刚架的分类刚架的分类 90902)2)在刚结点处，汇交杆件之间不会发生在刚结点处，汇交

2、杆件之间不会发生 相对移动和相对转角相对移动和相对转角;3)3)内部空间大，弯矩峰值较相应简支梁低。内部空间大，弯矩峰值较相应简支梁低。2)2)简支式简支式 1)1)悬臂式悬臂式 3)3)三铰式三铰式4)4)复杂式复杂式 （竖向荷载引起水平反力）竖向荷载引起水平反力）（主从结构）主从结构）3.3.刚架的内力计算刚架的内力计算 1 1）求）求支座反力支座反力;（特别要注意三铰式刚架水平反力的计算方法）（特别要注意三铰式刚架水平反力的计算方法）2 2）求）求作作M图图:a.a.计算各关键点控制截面的计算各关键点控制截面的Mk值值;b.“b.“分段叠加法分段叠加法”求求作作M图图(受拉侧受拉侧)。3

3、 3）求作）求作FQ图图:4 4）求作）求作FN图图:5 5）校核）校核 a.a.核核M 取任意结点有取任意结点有M=0以截面的一边为分离体求以截面的一边为分离体求FQ、FN，图可画在任一侧，必须标、。图可画在任一侧，必须标、。b.b.核核FQ、FN 取任意部分有取任意部分有X=0、Y=0 例例11 作悬臂式刚架的弯矩图作悬臂式刚架的弯矩图(不必先求支反力不必先求支反力,直接从自由端直接从自由端 开始作开始作M图图)例例2 2 画出图示简支式刚架的内力图。画出图示简支式刚架的内力图。解：解：2 2）作内力图）作内力图 30kNDECBA20kN/m6m2m4m1 1）求支座反力）求支座反力 3

4、0kN40kN80kN30kN30kN80kN40kN弯矩图弯矩图 kNm6090180180剪力图剪力图 kN -30-408030轴力图轴力图 kN -40-80-30 2 2）作内力图）作内力图 20kN20kN 例例3 3 作作“三铰式刚架三铰式刚架”的内力的内力图图 解：解：1 1）求竖向支反力）求竖向支反力 由于结构是对称的，因此：由于结构是对称的，因此：取取AC部分为隔离体：部分为隔离体：6m2m20kN/mBACED8m2 2）求水平支反力）求水平支反力 竖向荷载会引起水平反力是竖向荷载会引起水平反力是“三铰式刚架三铰式刚架”的重要特点的重要特点!必须取必须取C铰左铰左(或右或

5、右)边为隔离体才能求出。边为隔离体才能求出。80kN80kN20kN/m3 3）作弯矩图）作弯矩图 4 4）求作剪力图）求作剪力图 取斜杆取斜杆DC段为隔离体：段为隔离体：弯矩图弯矩图 kNm1201204040FQDC 20kN/m120DCFQCD80kN80kN20kN20kN62.68.98.9-62.6取取CE段为隔离体：段为隔离体：2020-CE12020kN/mFQCEFQEC剪力图剪力图 kN20kN/m120DCFQDCFQCD(62.6)(62.6)(-8.9)(-8.9)80kN80kN20kN20kN5 5）求作轴力图）求作轴力图 取取D结点为隔离体：结点为隔离体：取结

6、点取结点C左为隔离体：左为隔离体：CFNCD202420kN80kNFQDADFQDCFNDAFNDC取取E结点为隔离体：结点为隔离体：取结点取结点C右为隔离体：右为隔离体：C20FNCEEFQEBFNECFNEBFQEC20kN80kN轴力图轴力图 kN8053.617.88053.6-BACED80kN80kN 例例44 作复杂式刚架的弯矩图作复杂式刚架的弯矩图 算法（同多跨静定梁）算法（同多跨静定梁）剖分主从，先从后主剖分主从，先从后主 得：得：得：得：得：得：(从从)FPCFFYCFNDFFQDFC(主主)(从从)2FPAFEDB1m1mFP2m2m1)1)先求解从结构部分先求解从结构

7、部分(主主)(从从)2FPAFEDB1m1mFP2m2m3)3)求作求作M图图 （可从两边向中间画）（可从两边向中间画）M图如图所示。图如图所示。2)2)求解主结构部分求解主结构部分 得：得：得：得：得：得：2FP2FPFPFP/2FP2FPFPFP/22FPFPAFEDCBABED2FP(主主)FXAFYAFYBFNDFFQDFFP结 束 作业：33 b,d,h 37a,38a,310 3-1 3-1 梁的内力计算的回顾梁的内力计算的回顾 (材料力学内容）材料力学内容）3-2 3-2 多跨静定梁多跨静定梁3-3 3-3 静定平面刚架静定平面刚架 3 3-4 4 静定平面桁架静定平面桁架 3-

8、7 3-7 组合结构组合结构 3-8 3-8 三铰拱三铰拱 第三章第三章 静定结构的受力分析静定结构的受力分析 课堂练习课堂练习-快速绘制快速绘制M图图 课堂练习课堂练习-快速绘制快速绘制M图图1.1.确定支反力方向确定支反力方向（必要时心算）（必要时心算）一、方法步骤一、方法步骤 2.2.从自由端或支座端开始，逐段求作从自由端或支座端开始，逐段求作M图。图。（学会（学会“局部悬臂梁法局部悬臂梁法”求截面弯矩）求截面弯矩）复杂式刚架注意复杂式刚架注意“先从后主先从后主”。悬臂式刚架不必算支反力；悬臂式刚架不必算支反力；简支式刚架取整体为分离体求反力；简支式刚架取整体为分离体求反力；求三铰式刚架

9、的水平反力以中间铰求三铰式刚架的水平反力以中间铰C的某一边为分离体；的某一边为分离体；FP(f)(e)(d)(b)(a)q(c)qq（学生先练习）（学生先练习）二、练习题二、练习题 (g)(h)(i)qqqL28FPFPFPFPqL28MM(j)（学生先练习）（学生先练习）(k)FPFP（主）（主）（从从）M(m)(l)(n)qACBDLaaLLLFPFP+m/LFP+m/LFPL+mFPL(o)ACBmFPmmFPamqL28qL28Lq(p)mFP（学生先练习）（学生先练习）(q)(r)m/LmL LLmADBCFPFPFPL FPLL LLFPADBCm/LFP特别注意：特别注意：M图上结点平衡的图形特点，图上结点平衡的图形特点，一定要学会目测判定正确与否。一定要学会目测判定正确与否。M图图100100练习册练习册 结结 束束 作业：作业：33 e,k,l,34 a,c,e,g,h