結構力學作業(yè)一

1、結構力學大作業(yè)11、 單跨靜定梁結構（簡支梁、懸臂梁和右外伸梁）（一）簡支梁1、簡支梁（跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力（F=1000N）在1/2處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為2500N*m 集中力（F=1000N）在1/4處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為1875N*m 集中力在（F1=500N、F2=500N）在1/3處和在2/3處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為1666.67N*m2、 簡支梁（跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為1250N*m分析： 簡支梁在均布荷載作用下的彎矩小于在集中力

2、作用在1/2及 1/3處，但中部彎矩較大，向兩邊遞減，對于小跨度結構來說， 選簡支梁比較合理，但對于大跨度結構，中間處彎矩太大， 故不適用。（二）懸臂梁1、 懸臂梁（跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力（F=1000N）在1/2處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為5000N*m集中力（F=1000N）在自由端 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為10000N*m2、 懸臂梁（跨度10m）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為5000N*m分析：荷載加在越靠近懸臂梁固定端的位置相應的剪力和彎矩越小，越有利，故懸臂梁荷載最好加在

3、靠近固定端處。懸臂梁在集中荷載作用下對應處的彎矩剪力小于集中力作用于自由端處的彎矩。但懸臂梁固端處彎矩較大，對支座有較高要求，一般不 在工程中較少采用懸臂梁結構。（三）右外伸梁1、右外伸梁（跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的剪力圖和彎矩圖 集中力（F=1000N）在外伸部分自由端處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為5000N*m集中力（F=1000N）在外伸部分1/2處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為2500N/m集中力（F=1000N）在內(nèi)部1/2處 剪力圖： 彎矩圖：最大彎矩為2500N*m2、 右外伸梁（跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖

4、： 彎矩圖：二、多跨靜定梁結構1、多跨靜定梁（跨度10米）在集中荷載（F總=1000N）的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖：最大剪力為50N 彎矩圖：最大彎矩為12.5N*m2、多跨靜定梁（跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的剪力圖和彎矩圖 剪力圖： 彎矩圖：最大剪力為50N最大彎矩為12.5N*m分析：3、 剛架結構1、 三鉸剛架（梁跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的內(nèi)力圖2、 三鉸剛架（梁跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的內(nèi)力圖四、桁架結構1、 平行桁架結構（跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的內(nèi)力圖。 集中力（F=1000N）

5、在1/2處 軸力圖： 集中力（Fi=200N）均勻分布 軸力圖 2、 平行桁架結構（跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的內(nèi)力圖 受力圖： 軸力圖：、 剪力圖： 彎矩圖： 分析：平行弦桁架內(nèi)力不均勻，弦桿內(nèi)力由兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內(nèi)力是兩端大而向中間逐漸減小。3、 三角桁架結構（跨度10米）在集中荷載（F=1000N）的作用下的內(nèi)力圖。 集中力（F=1000N）在1/2處 軸力圖： 集中力（Fi=200N）均勻分布 軸力圖 分析:三角型桁架內(nèi)力也是不均勻的，弦桿內(nèi)力由兩端大而向中間逐漸減小，腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸減小。結論：桁架結構中，當力作用在結點處，彎矩和剪力均

6、為零，只有軸力。當集中力在一結點處，最大軸力比集中力分散在個結點處大。當均布力作用時，彎矩剪力較簡支梁小的多，軸力較大。桁架結構優(yōu)點是：結構設計簡單，受力明確，桁架桿件只承受軸向力，沒有多余的贅余力，不承擔彎矩和剪力；施工也簡單，按照普通桿件拼裝桁架桿件就可以完成。缺點是：桁架結構不能協(xié)調(diào)受力，承擔的荷載潛力小。2、 拱結構（一）圓三鉸拱1、 圓三鉸拱結構架結構（跨度10米）在集中荷載（F=100N）的作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖： 彎矩圖： 剪力圖：2、 圓三鉸拱結構架結構（跨度10米）在均布荷載（q=100N/m）的作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖： 彎矩圖： 剪力圖：分析：三鉸拱的優(yōu)點：彎矩比相應簡支梁小，水平推力存在的原因。用料省、自重輕、跨度大?？捎每箟盒阅軓姷拇u石材三鉸拱的缺點：構造復雜，對支座要求較高，施工費用高。 （二）合理拱軸三鉸拱1.合理拱軸（拋物線y=4*f/(s2)*(10-x)*x）三鉸拱結構架結構（跨度10米）在豎向集中荷載Fi=100N(i=1至10)作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖： 彎矩圖： 剪力圖：2.合理拱軸（拋物線y=4*f/(s2)*(10-x)*x）三鉸拱結構架結構（跨度10米）在豎向均布荷載(q=100N/m)作用下的內(nèi)力圖。 軸力圖： 彎矩圖： 剪力圖：2.拋物線（y=