二建考試必備-建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析

1、第五節(jié) 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析靜定結(jié)構(gòu)按其受力特性,可以分為靜定梁、靜定剛架、三較拱、靜定析架和靜定組合結(jié)構(gòu).一、靜定梁1 .截面內(nèi)力分量及正負(fù)號(hào)規(guī)定平面桿件的任一截面上一般有三個(gè)內(nèi)力分量：軸力N ,剪力Q和彎矩M.內(nèi)力的正負(fù)號(hào)一般規(guī)定為：(1 )軸力以受拉為正；(2)剪力以繞隔離體順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?3 )彎矩一般不規(guī)定正負(fù)號(hào)(對(duì)水平梁通常以使梁的下側(cè)受拉為正).內(nèi)力圖一般以桿軸為基線繪制.彎矩圖規(guī)定畫(huà)在桿件的受拉側(cè),無(wú)需標(biāo)明正負(fù)號(hào)；剪力圖和軸力圖那么可畫(huà)在桿件的任一側(cè)(對(duì)水平桿件通常將正的剪力和軸力繪于桿件上側(cè)),但需標(biāo)明正負(fù)號(hào).2 .截面法截面法是結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的根本方法.截面法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力的根

2、本步驟為：(l )將結(jié)構(gòu)沿?cái)M求內(nèi)力的截面切開(kāi).(2 )取截面任一側(cè)的局部為隔離體,作出隔離體的受力圖；受力圖中的力包括兩局部：外荷載和截 斷約束處的約束力(截面內(nèi)力或支座反力),未知截面內(nèi)力一般假設(shè)為正號(hào)方向.(3 )利用靜力平衡條件計(jì)算所求內(nèi)力.對(duì)于平面結(jié)構(gòu),一般情況下隔離體上的各力組成一平面任意力系,故有三個(gè)獨(dú)立的平衡方程(投影方程或力矩方程)：或與加=0,(或 £丫=.)特殊情況下,例如截取的是一個(gè)較節(jié)點(diǎn), 那么各丸組成一平面匯交力系, 故有兩個(gè)獨(dú)立的投影平衡方程：【例3 -9】計(jì)算簡(jiǎn)支斜梁(圖 3 -32 )在均布荷載作用下 1 / 3跨處的內(nèi)力Hrrrn(i)求支座反力將梁

3、(圖3 -32a )沿三根支座鏈桿處截開(kāi), 取梁整體為隔離體, 作出隔離體的受力圖如圖 3 -32 ( b ) 所示.由整體平衡條件,可得:SX 0： Xa=.與麗=0： YaXEqXfX§=0,解得.匕電 hXLqX/X方=0,解得,f )校校,由工丫=了A+丫8qXf = 0校核計(jì)算無(wú)誤,(2 )求截面內(nèi)力在1/ 3跨截面C處截開(kāi),取 AC局部為隔離體,作出受力圖如圖 3 -32 (c)所示.由隔離體 AC 的平衡條件(x、y方向分別沿截面的軸向和切向),可得:Me (下側(cè)受拉)XX-0T JVc+3ifi£iQX-sLna=0* Nc =一為品ifO.0工 Vc ?/

4、CDSa i qX-cosa=0, Vc=,c0saXc、 Yc ( Xc =0 ),再將其沿切向注：計(jì)算截面 C內(nèi)力時(shí),也可先求出截面上的水平和豎向分力 和軸向分解得到截面的剪力和軸力.3 .梁式直桿的內(nèi)力圖特征mo圖3T3梁微段的平衡任取一梁的微段dx為隔離體圖3 -33 ,由平衡條件可導(dǎo)得內(nèi)力與荷載間的微分關(guān)系為:紇dr=VdM根據(jù)上述增量關(guān)系,可獲得不同荷載情況下梁式直桿的內(nèi)力圖的形狀特征如下:l 無(wú)荷載區(qū)段：V圖為平直線, M圖為斜直線；當(dāng) V為正時(shí),M圖線相對(duì)于基線為順時(shí)針轉(zhuǎn)銳角方向,當(dāng)V為負(fù)時(shí)為逆時(shí)針轉(zhuǎn),當(dāng) V=0時(shí)M圖為平直線.2 均布荷載區(qū)段： V圖為斜直線,M圖為二次拋物線,拋物線的凸出方向與荷載指向一致,=0處M有極值.3 集中荷載作用處： V圖有突變,突變值等于該集中荷載值,M圖為一尖角,尖角方向與荷載指向一致；假設(shè) V發(fā)生變號(hào),那么 M有極值.4 集中力偶作用處：M圖有突變,突變值等于該集中力偶值,V圖無(wú)變化.5 較節(jié)點(diǎn)一側(cè)截面上：假設(shè)無(wú)集中力偶作用,那么彎矩等于零；假設(shè)有集中力偶作用,那么彎矩等于該集 中力偶值.6 自由端截面上：假設(shè)無(wú)集中力力偶作用,那么剪力彎矩等于零；假設(shè)有