3 靜定結(jié)構(gòu)2-

1、 3.1 引言3.2 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的基本方法3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例3.4 靜定結(jié)構(gòu)的特性3.5 零載法 *3.6 各類(lèi)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)3.7 本章小結(jié)第3章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 靜定結(jié)構(gòu)的分類(lèi)3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例從幾何組成的角度靜定梁靜定剛架靜定桁架靜定組合結(jié)構(gòu)三鉸拱從受力特點(diǎn)的角度懸臂式靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支式靜定結(jié)構(gòu)復(fù)合式靜定結(jié)構(gòu)復(fù)雜靜定結(jié)構(gòu)三鉸式靜定結(jié)構(gòu)兩種分類(lèi)相互交叉、相互滲透靜定結(jié)構(gòu)的分類(lèi)（從幾何組成的角度）：3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例 P1 P2P1簡(jiǎn)支式靜定結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)與地基按照兩剛片規(guī)則相連，計(jì)算內(nèi)力時(shí)一般要先求支座反力。懸臂式靜定結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)以一個(gè)固定支座連接于地基，計(jì)算

2、內(nèi)力時(shí)不需要先求支座反力。靜定結(jié)構(gòu)的分類(lèi)（從幾何組成的角度）：3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例 BCA BCA拉桿特征：在豎向荷載的作用下產(chǎn)生支座水平反力或者拉桿中的拉力，計(jì)算內(nèi)力時(shí)一般要先求支座反力或拉桿拉力?；蛘撸河蓛蓚€(gè)剛片和一根拉桿按照三剛片規(guī)則形成一個(gè)大的剛片，再與地基按照兩剛片規(guī)則相連。三鉸式靜定結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)簡(jiǎn)單剛片與地基按照三剛片規(guī)則連接而成的。靜定結(jié)構(gòu)的分類(lèi)（從幾何組成的角度）：懸臂式靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支式靜定結(jié)構(gòu)三鉸式靜定結(jié)構(gòu)復(fù)合式靜定結(jié)構(gòu)重復(fù)以上一種或者幾種規(guī)則形成的靜定結(jié)構(gòu)。復(fù)雜靜定結(jié)構(gòu)不能按以上規(guī)則進(jìn)行分析的靜定結(jié)構(gòu)。3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例懸臂式靜定結(jié)構(gòu)例31 試作下圖所示懸臂

3、式剛架的軸力圖、剪力和彎矩圖3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD首先對(duì)內(nèi)力圖作定性的判斷 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例MBDBE80kNDFNBDFQBDACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD1）作軸力圖可先從自由端分析FNCB =FNED = 0 目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力再取折桿BDE為隔離體 Fx = 0 FNBD + 80 kN = 0FNBD =80 kN 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD1）作軸力圖還要在BA 桿上求一個(gè)控制點(diǎn)的軸力，如何取隔離體？FNBA = -160kN 可在B點(diǎn)截?cái)郃B桿，

4、取CBDE部分作為隔離體，求FNBAFy = 0 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例16080ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD1）作軸力圖FN 圖(kN) 根據(jù)計(jì)算得到的控制點(diǎn)內(nèi)力，結(jié)合定性判斷的結(jié)論作軸力圖FNCB =FNED = 0 FNBD =80 kN FNBA = -160kN 注意，軸力圖要標(biāo)明正負(fù)號(hào)，可畫(huà)在桿件任一側(cè)3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖先求解含自由端的桿件FQCB = 0 目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力MCB = 0 再求CB桿的B端剪力、彎矩； 隔離體平衡？FQBC = 80 kN MBC = 160

5、kNm 此處彎矩符號(hào)規(guī)定：水平桿下側(cè)受拉為正（計(jì)算結(jié)果顯示：CB桿B端實(shí)際是上側(cè)受拉）對(duì)于CB桿，先分析自由端3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力FQED = 80kN MED = 0 FQDE = 80 kN MDE = 80 kNm 同理可分析ED桿，先自由端再求ED桿的D端內(nèi)力此處彎矩符號(hào)規(guī)定：豎桿右側(cè)受拉為正（計(jì)算結(jié)果顯示：ED桿D端確實(shí)右側(cè)受拉）3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力再分析BD桿，分別確定兩端內(nèi)力MBDBE8

6、0kNDFNBDFQBDFy = 0 FQBD 20 4 = 0 20kN/mMB = 0 MBD20 4 2 +80 1 = 0 FQBD = 80 kNMBD= -240 kN.m 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力BD桿的B端內(nèi)力已經(jīng)確定FQBD = 80 kNMBD = - 240 kN.m 還要求BD桿D端剪力、彎矩：FQDB = 0MDB = -80 kN.m 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖目標(biāo)：確定一些控制點(diǎn)的內(nèi)力最后考察BA桿的兩端；

7、CEB80kN20kN/mMBAFQBAFNBAFQBA = 80 kN MBA = 80 kNm A端呢？FQAB = -80 kN MAB = 320 kNm 3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN1m4m4m4m20kN/mD2）作剪力、彎矩圖根據(jù)計(jì)算得到的控制點(diǎn)內(nèi)力，結(jié)合定性判斷的結(jié)論作剪力圖注意，剪力圖要標(biāo)明正負(fù)號(hào)，可畫(huà)在桿件任一側(cè)FQCB = 0 FQED = 80kN FQBC = 80 kN FQDE = 80 kN FQBD = 80 kNFQDB = 0FQBA = 80 kN 80ACEB8080803.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例ACEB80kN20kN/mD根據(jù)計(jì)算

8、得到的控制點(diǎn)內(nèi)力，采用疊加法作彎矩圖注意，彎矩圖畫(huà)在桿件的實(shí)際受拉側(cè)，不標(biāo)符號(hào)MCB = 0 MED = 0MBC = 160 MDE = 80MBD = -240MDB = -80MBA = -80 MAB = 320 804016024080320ACEBD403.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例80ACEB808080B1602408080808016080160803）校核在結(jié)構(gòu)中取一個(gè)或幾個(gè)前面未曾用過(guò)的隔離體，檢查平衡條件是否滿足 804016024080320ACEBD40懸臂式靜定結(jié)構(gòu)例32 求圖示懸臂式桁架各桿軸力3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例從地基開(kāi)始依次添加二元體形成簡(jiǎn)單桁架內(nèi)力計(jì)

9、算可用結(jié)點(diǎn)法，按照與添加二元體相反的順序進(jìn)行，并不需要先求支座反力 ABCDEFGHaaaaFP懸臂式靜定結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)懸臂式靜定結(jié)構(gòu)例32 求圖示懸臂式桁架各桿軸力3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例llxlyFNFyFxxy對(duì)于斜桿，只要知道了軸力FN的任一分量，就能利用比例關(guān)系求出另一個(gè)分量以及FN本身 FN : l = Fx : l x = Fy : ly ABCDEFGHaaaaFPABCDEFGHaaaaFPHFNHGFNHFFPGFNGEFPFNGFFyGFFxGFFFNFDFNFEFP0按照與添加二元體相反的順序，依次采用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算 FNHF=0 FNHG=FPFyGF= - FPFxGF

10、= - FPFNGF= - FPFNGE= FP。（GF桿實(shí)際受壓）ABCDEFGHaaaaFP若只求部分桿件的內(nèi)力，則可以考慮采用截面法，更為簡(jiǎn)潔求圖示桿件1、2、3內(nèi)力123DEFGHaFPFN3FN2FN1C這一隔離體中，桿件1、2、3均為截面單桿！用結(jié)點(diǎn)法 可以依次求解所有桿件ABCDEFGHaaaaFP若只求部分桿件的內(nèi)力，則可以考慮采用截面法，更為簡(jiǎn)潔求圖示桿件4的內(nèi)力1234這一隔離體中，被截?cái)嗟娜鶙U件也均為截面單桿！CDEFGHaFPFy4FN4FN3Fx4FNCA簡(jiǎn)支式靜定結(jié)構(gòu)有三個(gè)相互獨(dú)立的支座反力；一般先由結(jié)構(gòu)的整體平衡條件求出這些支座反力，再進(jìn)行桿件的內(nèi)力計(jì)算，作出結(jié)

11、構(gòu)的內(nèi)力圖。例33 求圖示簡(jiǎn)支梁的剪力圖和彎矩圖。3.3 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算舉例FyF2mBA6kN1m1m1m1m4kN/m12kNmCDEFFyAFyA = 11 kNFyF= 3 kN2mBA6kN1m1m1m1m4kN/m12kNmCDEFFyA = 11 kNFyF= 3 kN（1）作剪力圖CD段受橫向均布荷載作用，剪力圖為斜直線。自左至右算出各控制截面剪力值如下：AB、BC、DF 段無(wú)橫向分布荷載或集中荷載，剪力為常數(shù)（DF段集中力偶不引起剪力的變化），剪力圖為水平直線FQAFyA =11kN FRQB=11 6=5kN FQD=11 6 42 = 3kN FQF3kN2mBA6kN

12、1m1m1m1m4kN/m12kNmCDEFFyA = 11 kNFyF= 3 kNAB、BC、DF 段剪力圖為水平直線，CD段剪力圖為斜直線。FQA= 11kN FRQB=5kN FQD= 3kN FQF= 3kN1153剪力圖 （kN）2mBA6kN1m1m1m1m4kN/m12kNmCDEFFyA = 11 kNFyF= 3 kN（2）作彎矩圖計(jì)算各控制截面的彎矩值 取A、C、D、E、F為控制截面，將梁分為AC、CD、DE、EF四段 MA0 MC 112 61 =16 kN.m MD 114 63 42 1=18 kN.m MF0 MRE= 31=3kN.m MLE= 31+12=15kN.m 2mBA6kN1m1m1m1m4kN/m12kNmCDEFFyA = 11 kNFyF= 3 kNMC 1