构件内力及计算.ppt

《构件内力及计算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三节构件内力及计算建筑力学拉压1、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。拉压2、截面法（1）研究杆件内力常用的方法是：截面法。（2）截面法的定义（3）步骤：截开取脱离体画受力图列平衡方程一、杆件1、定义：构件的长度尺寸较横向尺寸大很多。2、分类：等截面杆、变截面杆、直杆、曲杆、等直杆二、杆件变形1、轴向拉伸或压缩2、剪切3、扭转4、弯曲拉压§1–1轴向拉压的内力——轴力一、概念轴向拉压的变形特点：杆的变形主要是轴向伸缩，伴随横向缩扩。轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。拉压轴向压缩，对应的力

2、称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。力学模型如图拉压工程实例二、拉压拉压二、截面法·轴力内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1.截面法的基本步骤：①切开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。②代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。③平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）。拉压2.轴力——轴向拉压杆的内力，用N表示。例如：截面法求N。APP简图APPPAN截开：代替：平衡：①反映出轴力与

3、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。拉压三、轴力图——N(x)的图象表示。3.轴力的正负规定:N背离截面,为正轴力(拉力)N指向截面,为负轴力(压力)N>0NNN<0NNNxP+意义（1）对AB段而言，NAB=40KN（拉力）（2）对BC段而言，NBC=40-20=20KN（拉力）（3）对CD段而言，NCD=60KN（拉力）40KN20KN60KN（1）对AB段而言，NAB=50-20-10=20KN（压力）（2）对BC段而言，NBC=50-10=40KN（压力）（3）对CD段而言，NCD=10KN

4、（拉力）拉压[例1]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。解：求OA段内力N1：设置截面如图ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN1拉压同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：N2=–3PN3=5PN4=P轴力图如右图BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP++–拉压一、应力的概念§1–2横截面上的正应力问题提出：PPPP1.内力大小不能衡量构件强度的大小。2.强度：①内力在截面分布集度应力；②材料承受荷载的能力。定义：由外力引起的内力集度。单位：Pa(帕)和MPa(兆帕)

5、1MPa=106Pa=1N/mm21Pa=1N/m2拉压均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。2.拉伸应力：sFNP轴力引起的正应力——：在横截面上均布。危险截面：内力最大的面，截面尺寸最小的面。危险点：应力最大的点。3.危险截面及最大工作应力：§1－3拉压杆的强度计算拉压几种应力的概念1、工作应力：应力值是在荷载作用下产生的。2、极限应力：当工作应力超过一定限度时，构件就要破坏。这个发生破坏的应力限度叫极限应力或危险应力。用δu表示。3、许用应力：极限应力除以大于1的安全系数n作为工作应力的最高限度。用[δ]表示。拉压其中：[]--许用应力，max--危险点的最大

6、工作应力。②设计截面尺寸：三、依强度准则可进行三种强度计算保证构件不发生强度破坏并有一定安全余量的条件准则。①校核强度：③许可载荷：二、强度准则拉压混凝土桥墩要求承受400kN的轴向压力，桥墩的横截面积为400×600mm2，许用应力为6,试校核其强度。解：①轴力：N=400kN②应力：③强度校核：④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。拉压[例]已知一圆杆受拉力P=25kN，直径d=14mm，许用应力[]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。解：①轴力：N=P=25kN②应力：③强度校核：④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。§1－5材料在拉伸和压缩时的力学性

7、能一、试验条件及试验仪器1、试验条件：常温(20℃)；静载（及其缓慢地加载）；标准试件:拉压dh力学性能：材料在外力作用下表现的有关强度、变形方面的特性。l0=10d0l0=5d025l0tb2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。拉压27二、低碳钢试件的拉伸图(P--L图)三、低碳钢试件的应力--应变曲线(--图)拉压(一)低碳钢拉伸的弹性阶段(oe段)1、op--比例段:p--比例极限2、pe--曲线段:e--弹性极限拉压(二)低碳钢拉伸的屈服(流动）阶段(es段)es--屈服段:s---屈服极限