建筑力学8-静定结构内力一ppt课件.ppt

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1、第八章静定结构的内力分析(1)8-1梁的内力本章主要研究梁的概念和内力计算、剪力图和弯矩图的绘制。一、梁柱结构（postandbeamconstruction）1、立柱、梁、板————形成了建筑空间的主要形式之一，我们称之为梁柱结构。1）我们把梁和板称为水平分体系，把柱和其他的竖向构件（如墙体）以及以之形成结构的梁，称为竖向分体系。2）梁构件——是在横向力作用下，梁截面上产生了受拉和受压两部分，且受拉和受压组成一内力偶矩和外弯矩平衡。2，古代建筑——主要以石作梁构件——抗拉强度低；3，我国古建——主要以木作梁构件——抗拉强度高；4，现代建筑——主要以钢和钢筋混凝土作梁构件——钢

2、材的抗拉强度很高；而钢筋混凝土作为梁发挥个自的特点——利用钢材抗拉，混凝土抗压。5，梁柱结构其构造简单，容易形成结构，同时有给建筑提供灵活的内部空间，因此是常用的结构构件。——是板支与梁上——梁支与柱上——柱将力传至基础，其构造简单，容易采用所以板梁是最主要的构件之一，——我们把它称之为受弯构件。二、弯曲（bending,flexure）1、受弯构件：梁承受横向力——使梁弯曲——以弯曲变形为主——所以是受弯构件。2、平面弯曲：梁在横向力的作用下，会有所弯曲且仍在同一平面内，故称为平面弯曲。**是否在同一平面内，其主要原因是该截面是否对称。三、力学术语（mechanicalter

3、m）——梁1、梁——在工程中是受弯构件的代名词2、梁包括：板、梁、斜梁（楼梯梁）门窗过梁等等。3、梁的分析是较桁架和悬索复杂，直到近代已变的简单且广泛的应用。1638年Galileo的实验及分析到19世纪初才得以建立起梁的理论8.1梁弯曲的概念构件的弯曲变形是工程中常见的，也是重要的基本变形。如图8.1中桥式吊车梁、图8.2中支架的横梁、图8.3中的管道梁、图8.4中的楼面梁等，都是工程中受弯曲的实例。当杆件受到垂直于杆轴的外力或在杆轴平面内受到外力偶作用时，杆的轴线将由直线变为曲线，这种变形称为弯曲变形。发生弯曲变形或以弯曲变形为主的构件，通称为梁。8.1.1弯曲的概念图8.

4、1图8.2图8.3图8.4工程中大多数的梁，其横截面都具有对称轴，如图8.5所示。对称轴与梁的轴线构成的平面称为纵向对称面(图8.6)。若作用在梁上的外力或外力偶都作用在纵向对称面内，且外力垂直于梁的轴线，则梁在变形时，其轴线将在纵向对称面内弯曲成一条平面曲线，这种弯曲变形称为平面弯曲。9.1.2平面弯曲的概念图8.5图8.6根据梁的支座反力能否全部由静力平衡条件确定，将梁分为静定梁和超静定梁。静定梁又可分为单跨静定梁和多跨静定梁。单跨静定梁按支座情况可分三种基本类型：（1）简支梁梁的一端为固定铰支端，另一端为活动铰支座(图8.7(a))。（2）外伸梁其支座形式和简支梁相同，但

5、梁的一端或两端伸出支座之外(图8.7(b))。（3）悬臂梁梁的一端固定，另一端自由(图8.7(c))。9.1.3梁的类型图8.78.2梁的内力-剪力和弯矩图8.8(a)为一简支梁，载荷P与支座反力NA和NB是作用在梁纵向对称面内的平衡力系。现用截面法分析任一截面m－m上的内力。梁的横截面上的内力比较复杂，一般存在两个内力元素：（1）剪力Q相切于横截面的内力。剪力的作用线通过截面形心。（2）弯矩M作用面与横截面垂直的内力偶矩。8.2.1剪力和弯矩截面m－m上剪力Q的大小和方向以及弯矩M的大小和转向，可由右段梁的平衡方程确定∑Fy=0，NB-Q=0Q=NB∑mC(F)=0，NB·

6、x-M=0M=NB·x根据作用力和反作用力的关系，分别以梁的左段和右段为研究对象求出的Q和M，大小是相等的，而方向或转向是相反的(图8.8(b)、(c))。图8.8(1)剪力的正负号规定正剪力：截面上的剪力使研究对象作顺时针方向的转动(图8.9(a))；负剪力：截面上的剪力使研究对象作逆时针方向的转动(图8.9(b))。(2)弯矩的正负号规定正弯矩：截面上的弯矩使该截面附近弯成上凹下凸的形状(图8.10(a))；负弯矩：截面上的弯矩使该截面附近弯成上凸下凹的形状(图8.10(b))。9.2.2剪力和弯矩和正负号规定图8.9图8.10利用截面法计算指定截面的剪力和弯矩的步骤如下：

7、（1）计算支座反力。（2）用假想的截面在欲求内力处将梁截成两段，取其中一段为研究对象。（3）画出研究对象的内力图。截面上的剪力和弯矩均按正方向假设。（4）建立平衡方程，求解剪力和弯矩。8.2.3用截面法求指定截面的剪力和弯矩【例8.1】简支梁如图8.11(a)所示。已知P1=36kN，P2=30kN，试求截面I－I上的剪力和弯矩。【解】(1)求支座反力以整梁为研究对象，受力图如图8.11(a)。列平衡方程由　　∑mA(F)=0，RB×6-P1×1-P2×4=0得　　RB=（P1×1+P2×4