第七章靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算

第七章靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)靜定結(jié)構(gòu)基本類(lèi)型第二節(jié)多跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算第三節(jié)靜定平面鋼架的內(nèi)力計(jì)算第四節(jié)靜定平面桁架的內(nèi)力計(jì)算第五節(jié)靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性本章小結(jié)§7-1靜定結(jié)構(gòu)基本類(lèi)型

靜定與超靜定桿件類(lèi)型梁拱剛架桁架組合結(jié)構(gòu)

對(duì)于無(wú)多余約束的幾何不變體系，它的全部反力和內(nèi)力均可以由靜力平衡方程求得，這類(lèi)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)

對(duì)于具有多余約束的幾何不變體系，卻不能由靜力平衡方程求得其全部反力和內(nèi)力，這類(lèi)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)

桿件梁式桿鏈桿內(nèi)力：軸力、剪力、彎矩類(lèi)型：梁、剛架、拱內(nèi)力：軸力

類(lèi)型：桁架桿件類(lèi)型梁概念：是一種受彎構(gòu)件，其軸線為直線，

有單跨和多跨之分橫截面內(nèi)力主要是剪力和彎矩單跨靜定梁簡(jiǎn)支梁

外伸梁

懸臂梁

多跨靜定梁連續(xù)梁拱無(wú)拉桿三鉸拱有拉桿三鉸拱概念：軸線一般為曲線，在豎向荷載作用下會(huì)產(chǎn)生

水平反力三鉸拱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拱頂拱腳拱腳跨度拱高橫截面內(nèi)力主要是軸力、剪力和彎矩概念：由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)多為剛結(jié)點(diǎn)。剛架桿的橫截面的內(nèi)力有軸力、剪力和彎矩。概念：由直桿組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié)點(diǎn)。桁架桿的內(nèi)力只有軸力。

組合結(jié)構(gòu)概念：由梁式桿和二力桿組成的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：軸力（二力桿的內(nèi)力）剪力、彎矩（梁式桿的內(nèi)力）

§7-2靜定多跨梁的內(nèi)力計(jì)算

靜定多跨梁三種基本形式基本概念計(jì)算步驟受力特點(diǎn)多跨靜定梁的形式

橋梁結(jié)構(gòu)木檁條

三種基本形式

1：通過(guò)在一根基本單跨靜定梁上，不斷附加二元體構(gòu)成。三種基本形式

2：通過(guò)在數(shù)根基本單跨靜定梁上，附加新的單跨靜定梁，構(gòu)成基本梁抬附屬梁的多跨靜定梁。三種基本形式

3：按上述兩種方式混合形成?；靖拍?/p>

基本部分：可以獨(dú)立平衡作用其上的外力的部分附屬部分：不可以獨(dú)立平衡作用其上的外力的部分層次圖（主從結(jié)構(gòu)圖）：基本部分與附屬部分的支承關(guān)系圖

分析橋梁結(jié)構(gòu)、木檁條

計(jì)算步驟

畫(huà)層次圖計(jì)算支反力

先計(jì)算從屬部分，再計(jì)算基本部分

作內(nèi)力圖

直接根據(jù)外力[荷載、反力]作梁的M圖、FQ圖，方法同單跨梁，其中間鉸作圖時(shí)不必考慮，可利用其對(duì)最后的內(nèi)力圖進(jìn)行校核。

例題受力特點(diǎn)

a．荷載作用于附屬部分時(shí)，附屬部分、基本部分均受力。b．荷載作用于基本部分時(shí)，基本部分受力，附屬部分不受力。c.靜定多跨梁的彎矩較與之相應(yīng)的一系列簡(jiǎn)支梁的彎矩小。d．集中力作用于兩部分鉸接處的結(jié)點(diǎn)上時(shí)，僅基本部分受力。補(bǔ)充題§7-3靜定平面剛架的內(nèi)力計(jì)算

概述

求支反力桿端內(nèi)力內(nèi)力圖的作法校核概述

剛架的定義：由梁和柱用全部或部分剛結(jié)點(diǎn)連接組成的直桿體系剛架的類(lèi)型：簡(jiǎn)支、懸臂、三鉸、主從剛架剛結(jié)點(diǎn)：夾角始終保持不變。能夠承受彎矩M、剪力FQ

、軸力FN

剛架的內(nèi)力：M、FQ

、FN簡(jiǎn)支剛架懸臂剛架三鉸剛架主從剛架求解剛架的支座反力

1.簡(jiǎn)支剛架的支反力求解

aaq2.懸臂剛架的支反力求解

aa3.三鉸剛架的支反力求解

qa4.主從剛架的支反力求解

2m2m桿端內(nèi)力

內(nèi)力類(lèi)型：彎矩、剪力、軸力表示方法：用腳標(biāo)字母區(qū)別內(nèi)力所在不同位置正負(fù)規(guī)定：剪力和軸力同梁，彎矩只需判斷受拉側(cè)即可。計(jì)算方法：截面法截面法計(jì)算D截面桿端內(nèi)力3m1m截面法計(jì)算D截面桿端內(nèi)力3m1m截面法計(jì)算D截面桿端內(nèi)力3m1m內(nèi)力圖的作法——彎矩圖1．求支反力2．分段3．截面法求各段桿端內(nèi)力值4．用直線或曲線連接各段5．標(biāo)出數(shù)據(jù)、正負(fù)、圖名aaq1．求支反力2．分段3．截面法求各段桿端內(nèi)力值4．用直線或曲線連接各段5．標(biāo)出數(shù)據(jù)、正負(fù)、圖名aaq內(nèi)力圖的作法——剪力圖1．求支反力2．分段3．截面法求各段桿端內(nèi)力值4．用直線或曲線連接各段5．標(biāo)出數(shù)據(jù)、正負(fù)、圖名aaq內(nèi)力圖的作法——軸力圖1.簡(jiǎn)支剛架內(nèi)力圖的求解3m1m(單位kN.m)(單位kN)(單位kN)2.懸臂剛架內(nèi)力圖的求解aa３.三鉸剛架內(nèi)力圖的求解6.5m(單位kN.m)(單位kN)(單位kN)４.主從剛架內(nèi)力圖的求解hh４.主從剛架內(nèi)力圖的求解４.主從剛架內(nèi)力圖的求解４.主從剛架內(nèi)力圖的求解校核

從結(jié)構(gòu)中任取一部分（一段桿、一個(gè)桿系、一個(gè)剛結(jié)點(diǎn)）均應(yīng)滿足三個(gè)方程:

§7-4靜定平面桁架的內(nèi)力計(jì)算

特點(diǎn)（理想桁架）桁架的桿件類(lèi)型預(yù)備知識(shí)結(jié)點(diǎn)平衡的特殊情況零桿判定舉例軸力的計(jì)算方法計(jì)算步驟特點(diǎn)（理想桁架）

1）所有結(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié)點(diǎn)2）所有桿均為直桿3）所有外力均作用在結(jié)點(diǎn)上

桁架的桿件1）弦桿：桁架上下邊緣的桿件；2）腹桿：上、下弦桿之間的聯(lián)

系桿件；3）結(jié)點(diǎn)：各桿端的結(jié)合點(diǎn)；

4）跨度：兩支座之間的水平距離；5）結(jié)間長(zhǎng)度：弦桿上兩相鄰結(jié)點(diǎn)之間的距離；

6）桁高：上、下弦桿上結(jié)點(diǎn)之間的最大豎向距離。

跨度桁高結(jié)間長(zhǎng)度上弦桿下弦桿斜桿豎桿類(lèi)型

簡(jiǎn)單桁架:由基礎(chǔ)或一個(gè)鉸結(jié)三角形開(kāi)始，逐步增加二元體。聯(lián)合桁架:有幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架聯(lián)合組成的幾何不變鉸結(jié)體系。復(fù)雜桁架:既不是簡(jiǎn)單桁架，也不是聯(lián)合桁架。預(yù)備知識(shí)1、內(nèi)力的類(lèi)型：軸力2、內(nèi)力的正負(fù)號(hào)：

拉為正，壓為負(fù)3、內(nèi)力的計(jì)算：1、零桿的判定零桿——桁架中軸力為零的桿件稱(chēng)為零桿⑴兩桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，則此兩桿均為零桿。⑵兩桿結(jié)點(diǎn)受荷載作用，且荷載與其中一桿共線，則不共線桿的軸力必為零，而共線桿的軸力與荷載相平衡。

⑶三桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，且其中兩桿共線，則不共線桿的軸力必為零，而共線兩桿的軸力大小相等、性質(zhì)（拉壓）相同。結(jié)點(diǎn)平衡的特殊情況2、等力桿的情況⑴兩桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，且兩桿共線時(shí)，則兩桿軸力大小相等性質(zhì)相同。⑵四桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，且桿件兩兩共線時(shí)，則共線桿件的軸力大小兩兩相等性質(zhì)兩兩相同。⑶四桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，其中兩桿在一直線上，而另外兩桿在此直線同側(cè)且與該直線夾角相等，那么不在直線上的兩桿軸力大小相等，性質(zhì)相反。⑷四桿結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載作用，其中兩桿在一直線上，而另外兩桿在此直線異側(cè)且與該直線夾角相等，那么不在直線上的兩桿軸力大小相等，性質(zhì)相同。零桿判定舉例對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，正對(duì)稱(chēng)荷載對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，反對(duì)稱(chēng)荷載計(jì)算方法

截面法

截面可以是一個(gè)平面也可以是一個(gè)曲面;截取的可以是一個(gè)點(diǎn)也可以是一個(gè)桿系。

結(jié)點(diǎn)法（用截面截取的是一個(gè)結(jié)點(diǎn)）

(適用于簡(jiǎn)單桁架的求解)

截面法（用截面截取的是一個(gè)桿系）

（適用于簡(jiǎn)單桁架、聯(lián)合桁架的求解）

聯(lián)合法（結(jié)點(diǎn)法和截面法的聯(lián)合）

（適用于聯(lián)合桁架、復(fù)雜桁架的求解）計(jì)算桁架各桿軸力（結(jié)點(diǎn)法）0.5m計(jì)算桁架各桿軸力0.5m計(jì)算桁架各桿軸力0.5m計(jì)算桁架DE桿的軸力（截面法）0.5m0.5m0.5m0.5m0.5m0.5m0.5m計(jì)算步驟

求支反力去掉零桿用截面法（結(jié)點(diǎn)法、截面法、聯(lián)合法）計(jì)算內(nèi)力§7-5靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性靜定結(jié)構(gòu)的基本特性靜定結(jié)構(gòu)的一般特性靜定結(jié)構(gòu)的基本特性幾何特性

—

靜定結(jié)構(gòu)是無(wú)多余約束的幾何不變體系。靜力特性

—

靜定結(jié)構(gòu)的全部反力和內(nèi)力均可由靜力平衡方程求得，且解答唯一。靜定結(jié)構(gòu)的一般特性1、無(wú)自?xún)?nèi)力

支座移動(dòng)、溫度變化和制造誤差等因素在靜定結(jié)構(gòu)中不引起內(nèi)力。2、局部平衡特性：靜定結(jié)構(gòu)某一幾何不變部分受到一平衡力系作用，則只有該部分產(chǎn)生內(nèi)力，其余部分不產(chǎn)生內(nèi)力。3、荷載等效特性：將作用于靜定結(jié)構(gòu)某一幾何不變部分上的荷載在該部分作等效變換時(shí)，只會(huì)使該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，而其余部分的內(nèi)力不變。荷載的等效變換是指將一組荷載改換成合力的大小、方向和作用位置均不改變的另一組荷載。4、構(gòu)造變換特性：將靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)某一幾何不變部分作構(gòu)造上的等效變換時(shí)，僅被替換部分的內(nèi)力發(fā)生變化，其余部分的內(nèi)力不變。

局部構(gòu)造的等效變換是指將一幾何不變的局部作幾何組成的改變，但不改變?cè)摬糠峙c其余部分之間的約束性質(zhì)。5、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與桿件截面尺寸和材料性質(zhì)無(wú)關(guān)。本章小結(jié)

結(jié)構(gòu)形式

靜定多跨梁

靜定平面剛架

靜定平面桁架三鉸拱靜定組合結(jié)構(gòu)求解方法及步驟

多跨梁的求解