结构工程师结构力学几何组成分析例题

来源:结构工程师    发布时间:2013-04-05    结构工程师辅导视频    评论

  [例2-1] 求作图2-4(a)所示静定多跨梁的弯矩图和剪力图。

图2-4

  [解] 层叠图如图2-4(b)所示。各附属部分、基本部分的计算过程如图2-4(c)所示。弯矩图和剪力图分别如图2-4(d)所示。其中剪力图的正、负号规定与材料力学中的规定相同。

  容易看出,当跨度和荷载均相同时,静定多跨梁的弯矩比简支梁的弯矩小,并且只要调整静定多跨梁中间铰的位置,就可使梁的各截面弯矩值的相对比值发生变化,这是静定多跨梁的优点。但由于中间铰的存在,构造就复杂一些。

  [例2-2] 绘制图2-5(a)所示刚架的弯矩、剪力、轴力图。

图2-5

  [解] (1)计算支座反力

  根据刚架的整体平衡条件,由

  ΣX=0,得HA=4qa;

  ΣMA=0,得VB=2qa;

  ΣY=0,得VA=2qa。

  (2)计算各杆端截面的弯矩、剪力、轴力。由截面法可得各杆端截面的内力值为:

  AC杆:MAC=0,MCA=16qa2(左侧受拉);VAC=4qa,VCA=—12qa;NAC=2qa,

  NCA=2qa(轴力以拉力为正)。

  BE杆:MBD=0,MDB=18qa2(右侧受拉);VBD=—1.2qa,VDB=8.4qa;NBD=—1.6qa,NDB=—8.8qa。

  CD杆:MCD=16qa2(上侧受拉),MDC=24qa2(上侧受拉);VCD=—2qa,VDC=—2qa;

  NCD=—12qa,NDC=—12qa。

  (3)作弯矩、剪力、轴力图

  根据上述计算结果及各杆的荷载情况,应用直杆弯矩图的叠加法,并按照内力图的特 征,就可作出刚架的M、V、N图,分别如图2—5(b)、(c)、(d)所示。

  (4)校核

  为校核平衡条件,可任取刚架的某些局部为隔离体,如图2-5(e)所示的隔离体,满 足平面一般力系的三个平衡条件:

  ΣX=0;

  ΣM=0;

  ΣY=0。

  图2—5(f)所示结点D隔离体,满足平面一般力系的三个平衡条件:

  ΣX=0;

  ΣMD=0;

  ΣY=0。

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