結(jié)構(gòu)力學(xué)第3章靜定分析

1、第三章 靜定結(jié)構(gòu)3-1 概述3-2 靜定梁和靜定平面剛架3-3 三鉸拱3-4 靜定平面桁架3-5 組合結(jié)構(gòu)3-6 靜定空間結(jié)構(gòu)3-7 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)3-1 概述簡單靜定平面桁架三剛片體系由基本部分和附屬部分構(gòu)成對稱結(jié)構(gòu)3-2 靜定梁和靜定平面剛架簡支梁 (simple supported beam)外伸梁 (overhanding beam)懸臂梁 (cantilever beam)連續(xù)多跨靜定梁3-2-1 剛架式桿件的內(nèi)力以及與荷載的關(guān)系內(nèi)力圖性質(zhì)的討論1.無橫向力2.橫向均布力3. 軸向內(nèi)力(1)無橫向均布力(2)橫向均布力例題2m2m2m1m20kN15kN10kNm6kN/m53k

2、N18kN彎矩圖/kNm剪力圖/kNAEBCDC斜梁的內(nèi)力ql/2ql/2ql/cosa/2ql/cosa/2ql/cos2a/2ql/cos2a/2qltana斜梁的內(nèi)力MFQql/2FNqx斜梁的內(nèi)力MFQFNx斜梁的內(nèi)力MFQFNxql/cosa2/2例3-33m3m2m4m2kNm2kNm例3-43m3m2m2m2m2m30kN30kNAECFDGBF例3-510kN2m2m4m4m4m3kN/m10kN3kN/m2mABEFCGHD例3-5例3-5aaaaaa整體平衡HGC桿AEF桿整體平衡整體平衡3-3 三鉸拱拱趾拱頂拱高f矢高跨度l斜拱平拱高跨比（矢跨比）f/l無鉸拱兩鉸拱弓弦拱

3、鉸靜力特征 在豎向荷載作用下，拱的支座處產(chǎn)生水平推力了。稱為推力結(jié)構(gòu)。拱比相應(yīng)的梁彎矩小得多，所以節(jié)省材料，減輕自重，可有較大的跨度。由于主要受壓力作用，可利用磚、石和混凝土等抗壓性能好，又相對廉價的材料建筑特性：曲線美，有較大的凈空使用高度。支座需要提供水平推力。拱橋?qū)嵗?-4 靜定平面桁架上弦桿下弦桿斜桿豎桿腹桿跨度l桁高節(jié)長理想桁架：各桿在兩端用理想鉸（光滑而無摩擦）相互鏈接；各桿軸線均為直線，并通過桿的幾何中心；荷載和支座反力均作用在結(jié)點上。按幾何構(gòu)成分類簡單桁架聯(lián)合桁架復(fù)雜桁架按外形分類平行弦桁架三角形桁架折弦桁架梯形桁架3-4-1 結(jié)點法FN2=0FN1=0FN=0FN2=FN1F

4、N1FN4=FN3FN3FN2=-FN1FN1特殊結(jié)點對稱性3-4-4 各類梁式桁架的比較0.5111110.5-2.50-4.00-4.5002.504.00-2.50-1.50-1.003.542.120.71-7.91-6.32-4.74-5.15-4.75-4.534. 504. 504. 5000007. 507. 507. 500-1.580.50-1. 80-2.003-5 組合結(jié)構(gòu)由若干鏈桿和剛架式桿件聯(lián)合組成的結(jié)構(gòu)。鏈桿只承受軸力，稱為二力桿；剛架式桿件一般受到彎矩、剪力和軸力的共同作用。例3-131.5m1m2m2m2.5m30kN30kN1mABGFCDEEE1mBGCC

5、DCFA例3-13例3-14aaaaaaaAECGHBFDJJDFBHHBF桿對稱性例3-14aaaaaaaIIIIIIIIIII, IIII, II3-6 靜定空間結(jié)構(gòu)3-6-1靜定空間剛架xyzlll/2xyzlll/2xyzlll/2/2ql/2ql3-6-2 靜定空間桁架簡單空間桁架：由三角形或基礎(chǔ)開始，依次用三根不在同一平面內(nèi)的鏈桿固定空間上球形鉸結(jié)點，構(gòu)成無多余約束的幾何不變的空間體系。聯(lián)合空間桁架：簡單空間桁架用不通過一直線，也不位于互相平行的平面內(nèi)的六根桿件聯(lián)結(jié)。復(fù)雜空間桁架：不屬于上述兩種的空間桁架。例3-153863-7 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)3-7-1 靜定的幾項特性（1）溫度變化、支座位移、材料收縮和制造誤差等非荷載因素不引起靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力（2）平衡力系作用于靜定結(jié)構(gòu)中某一幾何不變或可承受該平衡力系的部分上時，則只有該部分受力，其余部分的反力和內(nèi)力不變。（3）當(dāng)作用于靜定結(jié)構(gòu)中的某一幾何不變部分上的荷載作靜力等效變換時，只有該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，其余部分的反力和內(nèi)力不變。（4）靜定結(jié)構(gòu)中的某一幾何不變部分作構(gòu)造改變時，其余部分的反力和內(nèi)力不變。3