_建筑力学课件_静定结构内力分析与弯曲应力.ppt

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1、第五章静定结构内力分析1第五章静定结构内力分析§工程实例和基本概念§轴向拉压杆的内力和内力图§轴向拉压杆的应力和强度计算§材料在拉压时的力学性质§应力集中的概念§拉压部分小结§剪切与挤压的强度计算2§5-1工程实例和基本概念一、工程实例：活塞杆厂房的立柱工程桁架等3456受力简图：二、轴向拉压的概念：（1）受力特点：作用于杆两端的外力合力作用线与杆轴线重合。（2）变形特点：杆沿轴线方向伸长或缩短。FFFFFN1FN1FN2FN27§5-2轴向拉压杆的内力和内力图一、外力和内力的概念2.内力：物体内部各粒子之间的相互作用力。附加内力：由外力作用而引起的物体内部各粒

2、子之间相互作用力的改变量（材料力学中的内力）。1.外力：一个物体对另一个物体的相互作用力(荷载、支反力)。8二、内力的确定——截面法（基本方法）1、截开—欲求哪个截面的内力,就假想的将杆从此截面截开,杆分为两部分。2、代替—取其中一部分为研究对象,移去另一部分,把移去部分对留下部分的相互作用力用内力代替。3、平衡—利用平衡条件，列出平衡方程，求出内力的大小。9三、轴向拉压杆的内力1.外力——F2.内力——FN(轴力)（1）轴力的大小：（截面法确定）FF1—1FFN①截开。②代替，用内力“FN”代替。③平衡，∑X=0,FN-F=0,FN=F。10FN+FN-（2）

3、轴力的符号规定：原则—根据变形压缩—压力，其轴力为负值。方向指向所在截面。拉伸—拉力，其轴力为正值。方向背离所在截面。11（3）轴力图：轴力沿轴线变化的图形①取坐标系②选比例尺③正值的轴力画在x轴的上侧,负值的轴力画在x轴的下侧。+FNx①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；②确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。（4）轴力图的意义12(5)注意的问题①在截开面上设正的内力方向。②采用截面法之前，不能将外力简化、平移。FNPFFFFN13[例1]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5F、8F、4F、F的力，方向如

4、图，试画出杆的轴力图。FN1ABCDFAFBFCFDOABCDFAFBFCFD解：求OA段内力FN1：设截面如图14同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：FN2=–3FFN3=5FFN4=FFN2CDFCFDFN3DFDFN4BCDFBFCFDABCDFAFBFCFDO15轴力图如右图示FNx2F3F5FFABCDFAFBFCFDO16解：x坐标向右为正，坐标原点在自由端。取左侧x段为对象，内力FN(x)为：[例2]图示杆长为L，受分布力q=kx作用，方向如图，试画出杆的轴力图。Lq(x)FN（x）xq(x)FNxO–x17§5-3工程实例、基本概念一、实例

5、工厂厂房的吊车大梁：火车的轮轴：18楼房的横梁：阳台的挑梁：19二、弯曲的概念：受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线。变形特点——杆轴线由直线变为一条平面的曲线。三、梁的概念：主要产生弯曲变形的杆。四、平面弯曲的概念：20受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线，且都在梁的纵向对称平面内（通过或平行形心主轴上且过弯曲中心）。变形特点——杆的轴线在梁的纵向对称面内由直线变为一条平面曲线。纵向对称面MF1F2q21§5-4弯曲梁的简化一、简化的原则：便于计算，且符合实际要求。二、梁的简化：以梁的轴线代替梁本身。三、荷载的简化：1、集中力——荷载作用的

6、范围与整个杆的长度相比非常小时。2、分布力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比不很小时。3、集中力偶（分布力偶）——作用于杆的纵向对称面内的力偶。四、支座的简化：1、固定端——有三个约束反力。XAYAMA222、固定铰支座——有二个约束反力。3、可动铰支座——有一个约束反力。YA23五、梁的三种基本形式：M—集中力偶q(x)—分布力1、悬臂梁：2、简支梁：⑶外伸梁：—集中力Pq—均布力LLLL（L称为梁的跨长）24六、静定梁与超静定梁静定梁：由静力学方程可求出支反力，如上述三种基本形式的静定梁。超静定梁：由静力学方程不可求出支反力或不能求出全部支反力。25§5-

7、4弯曲内力与内力图一、内力的确定（截面法）：[举例]已知：如图，F，a，l。求：距A端x处截面上内力。FAYFAXFBYFABFalAB解：①求外力FAX=0以后可省略不求26ABFFAYFAXFBYmmx②求内力FsMMFs∴弯曲构件内力剪力弯矩1.弯矩：M构件受弯时，横截面上存在垂直于截面的内力偶矩（弯矩）。AFAYCFBYFC272.剪力：Fs构件受弯时，横截面上存在平行于截面的内力（剪力）。二、内力的正负规定:①剪力Fs:在保留段内任取一点，如果剪力的方向对其点之矩为顺时针的，则此剪力规定为正值，反之为负值。②弯矩M：使梁微段变成上凹下凸形状的为正弯矩

8、；反之为负值。Fs(+)