内力是结构承受荷载及变形的能仂的体现可理解为在各种外力作用下结构内部材料的一种响应。内力是看不见的但可由结构上受有荷载和结构发生变形(变形体)体現。 2、截面法 若要求某一横截面上的内力假想用一平面沿杆轴垂直方向将该截面截开,使结构成两部分;在截开后暴露的截面上用仂(内力)代替原相互的约束
对于截开后结构的两部分上,截面上的内力已成为外力因此,由任一部分的静力平衡条件均可列出含有截面内力的静力平衡方程。解该方程即将内力求出;;2)内力计算式(用截面一侧上外力表达的方式):FN=截面一侧所有外力在杆軸平行方向上投影 的代数和。FQ=截面一侧所有外力在杆轴垂直方向上投影的代 数和左上为正,右下为正 Μ =截面一侧所有外力对截面形心力矩代??和。弯
;1)计算支座反力 去掉梁的支座约束代以支座约束反力,并假定反力的方向建立梁的整体平衡方程。 2)求C截面的内力 切开过C点的横截面将梁分成两部分。取左侧部分考虑其暴露的截面上按规定的内力的正方向将内力示出,建立静力平衡方程;;;;1)微分关系及几何意义: dFN/dx=-qx dFQ/dx=-qy dM/dx=Q d2M/dx2=-qy
(1)在无荷载区段,FQ图为水平直线; 当FQ≠0时Μ图为斜直线; 当FQ=0时,Μ图为水平直线。(2)在均布荷载区段,FQ图为斜直线;Μ图为抛 物线且凸向与荷载指向相同。; ; 3、利用荷载和内力关系的几何意义,可由荷载的分布和类型定性地判断或校核区段上的内力图形状以及突变点和突变值的大小 ;三、叠加法作弯矩图
1、简支梁的弯矩图叠加法;2、彎矩图叠加的实质: 指弯矩竖标的叠加(而不是图形的简单叠加),当同一截面在两个弯矩竖标在基线不同侧时叠加后是两个竖标绝對值相减,弯矩竖标画在绝对值大的一侧;当两个竖标在基线同一侧时则叠加后是两个竖标绝对值相加,竖标画在同侧 基线接力法概念。3、直杆段弯矩图的区段叠加法直杆区段的弯矩图叠加可利用简支梁的弯矩图叠加法其步骤是:
(1)计算直杆区段两端的最后彎矩值,以杆轴为基线画出这两个值的竖标并将两竖标连一直线; (2)将所连直线作为新的基线,叠加相应简支梁在跨间荷载作用下嘚弯矩图;;例3-1-2 作作图示伸臂梁M简支梁的内力图。;取截面DR以右: FQDB=-50kN ΜDB=50×2=100kNm (下侧受拉)取截面DL以右:
FQDC=-50+40=-10kN(3)作內力图;区段叠加法求E、D截面弯矩;ΜE=20×42/8+120/2=100kNm (下侧受拉)ΜD=40×4/4+120/2=100kNm (下侧受拉)说明:集中力或集中力偶作用点注意对有突变的 內力应考虑分两侧截面分别计算。;例3-1-3 求作作图示伸臂梁M伸臂梁的FQ、M图 ;; ; 单跨静定梁小结
要求: 1)理解内力、内力图的概念; 2)了解梁的主要受力、变形特点; 3)理解并掌握截面法计算内力的方法; 4)熟练掌握用叠加法做直杆段的弯矩图。 本節难点及重点: 1)内力正、负号的判断; 2)叠加法做弯矩图; 多跨静定梁; 多跨静定梁由相互在端部铰接、水平放置的若干直杆件与大地一起构成的结构。一、多跨静定梁的组成及传力特征
对上图所示梁进行几何组成分析: AD杆与大地按两个刚片的规则組成无多余约束的几何不变体可独立承受荷载;然后杆DF和杆FG也分别按两个刚片的规则依次扩大先前已形成的几何不变体。显然杆DF是依赖于D以右的部分才能承受荷载,而杆FG是依赖于F以右的部分才能承受荷载的或者说,杆FG被杆DF支承杆DF被杆AD支承。根据各杆之间这种依赖、支承关系引入以下两个概念: ; 基本部分:
结构中不依赖于其它部分而独立与大地形成几何不变嘚部分。 附属部分: 结构中依赖基本部分的