剪力圖和彎矩圖-課件（-精）

剪力圖和彎矩圖歡迎來到剪力圖和彎矩圖的課程。這門課程將幫助你深入理解結(jié)構(gòu)力學中的關鍵概念，為工程設計打下堅實基礎。課程大綱基礎概念力的作用、分類和表示靜力學原理力的平衡、支座反力和力系簡化剪力和彎矩分析剪力圖和彎矩圖的繪制方法梁的設計不同類型梁的設計原理和應用力的作用及其分類作用方式集中力：作用于一點分布力：作用于一定區(qū)域作用時間靜力：長期穩(wěn)定作用動力：短時間變化作用作用性質(zhì)主動力：外部施加的力被動力：結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的力力的表示箭頭表示箭頭方向表示力的方向，箭頭長度表示力的大小坐標表示用x、y、z坐標分量表示力的大小和方向向量表示用向量符號F表示力的大小和方向力的加和和平衡力的分解將一個力分解為多個分力力的合成將多個力合成為一個合力力的平衡合力為零時，力系處于平衡狀態(tài)支座反力鉸支座可以提供垂直和水平方向的反力，但不能提供力矩滑動支座只能提供垂直方向的反力固定支座可以提供垂直和水平方向的反力，以及力矩平面靜力學中的平衡條件1力的平衡ΣFx=0,ΣFy=02力矩平衡ΣM=03剛體平衡滿足上述三個條件力的投影分解1選擇坐標系確定x、y軸方向2計算投影Fx=F·cosθ,Fy=F·sinθ3合成分力F=√(Fx2+Fy2)力系的簡化1確定力系識別所有作用力2選擇簡化點通常選擇力系的作用中心3計算合力對所有力進行矢量加和4計算合力矩對簡化點計算所有力的力矩和梁的內(nèi)力軸力沿梁軸線方向的內(nèi)力剪力垂直于梁軸線的內(nèi)力彎矩使梁產(chǎn)生彎曲變形的內(nèi)力矩剪力圖的畫法確定坐標系通常以梁的左端為原點計算各截面剪力從左到右依次計算繪制剪力圖以截面位置為橫坐標，剪力值為縱坐標計算剪力圖1確定荷載識別梁上所有外力和分布荷載2計算支座反力利用平衡方程求解支座反力3選取截面從左到右選取特征截面4計算剪力值對每個截面，計算左側(cè)所有力的代數(shù)和彎矩圖的畫法1確定坐標系通常以梁的左端為原點2計算各截面彎矩從左到右依次計算3繪制彎矩圖以截面位置為橫坐標，彎矩值為縱坐標計算彎矩圖確定荷載和反力識別所有外力和支座反力選取截面從左到右選取特征截面計算彎矩值對每個截面，計算左側(cè)所有力矩的代數(shù)和梁的支座反力靜定梁支座反力可以通過靜力平衡方程直接求解超靜定梁需要額外的變形協(xié)調(diào)方程求解支座反力計算步驟列出平衡方程，求解未知反力，驗證結(jié)果梁的設計1確定設計要求荷載、跨度、材料2選擇梁的類型簡支梁、懸臂梁等3計算內(nèi)力繪制剪力圖和彎矩圖4確定截面尺寸基于強度和剛度要求集中荷載作用下的剪力圖和彎矩圖剪力圖特點在集中力作用點處有跳躍彎矩圖特點在集中力作用點處斜率發(fā)生變化分布荷載作用下的剪力圖和彎矩圖剪力圖通常為曲線，斜率與分布荷載強度相關彎矩圖通常為拋物線，曲率與分布荷載強度相關梁的移動荷載1定義影響線表示某一截面內(nèi)力隨荷載位置變化的函數(shù)2繪制影響線對關鍵截面繪制剪力和彎矩影響線3確定危險位置根據(jù)影響線確定最不利荷載位置最大剪力和最大彎矩最大剪力通常出現(xiàn)在支座附近或集中力作用點最大彎矩通常出現(xiàn)在跨中或靠近固定端處確定方法分析剪力圖和彎矩圖，或使用影響線法簡支梁的最大剪力和最大彎矩最大剪力出現(xiàn)在靠近支座處，等于支座反力最大彎矩通常出現(xiàn)在跨中，或集中力作用點計算方法利用靜力平衡方程或影響線法懸臂梁的最大剪力和最大彎矩1最大剪力出現(xiàn)在固定端2最大彎矩也出現(xiàn)在固定端3自由端剪力和彎矩均為零4計算方法從自由端到固定端累加荷載效應簡支梁的設計確定荷載包括恒載和活載計算最大彎矩通常出現(xiàn)在跨中選擇截面基于強度和剛度要求驗算撓度確保不超過允許值懸臂梁的設計確定荷載考慮梁的自重和外部荷載計算最大內(nèi)力固定端的最大剪力和彎矩選擇截面滿足強度和剛度要求雙端簡支梁的設計1確定荷載分布考慮均布荷載和集中荷載2計算支座反力利用靜力平衡方程3繪制剪力圖和彎矩圖確定最大內(nèi)力位置4選擇適當截面基于最大彎矩和允許應力連續(xù)梁的設計1確定荷載和支座考慮所有跨度上的荷載分布2分析內(nèi)力分布使用三力矩方程或力矩分配法3確定危險截面通常在支座處和跨中4選擇截面尺寸滿足所有危險截面的強度要求不同截面梁的設計變截面梁根據(jù)內(nèi)力分布優(yōu)化截面尺寸，提高材料利用率組合梁利用不同材料的優(yōu)勢，如鋼-混凝土組合梁設計考慮需要考慮截面變化對內(nèi)力分布的影響應用舉例測試與總結(jié)理論測試掌握剪力圖和彎矩圖的基本概念和計算方法實踐應用解決實際工程問題，如梁的設計