结构力学第三章
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结构力学第三章静定结构受力分析
MA
0, FP
l 2
YB
l
0,YB
FP 2
()
Fy
0,YA
YB
0,YA
YB
Fp 2
()
例2: 求图示刚架的约束力 q
C
A
ql
l
l
l
B
A
ql
ql
C
XC
YC
FNAB
解:
Fy 0,YC 0
MA
0, ql
l 2
XC
l
0,
XC
1 2
ql()
弹性变形，而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和 弹性变形。因此，多跨静定梁的内力计算顺序也可根据作用于结构上 的荷载的传力路线来决定。
40k N
80k N·m
20k N/m
AB
CD
EF
G
H
2m 2m 2m 1m 2m 2m 1m
4m
2m
50构造关系图 40k N
C 20 A B 50
Fy 0,YA YB 2ql 0,YA ql() 3)取AB为隔离体
2)取AC为隔离体
Fy 0, YC YA ql 0
Fx 0, XB X A ql / 2()
l MC 0, X A l ql 2 YB l 0, X A ql / 2()
A
B
C D E FG
1m 1m 2m 2m 1m 1m
A C D E FG B
13 17
26 8
7 15 23 30
结构力学第三章
极 值
有尖角
(尖角突出方 向同Fy指向)
有突变
(突变值 为MO)
为 零
注：
• (１)在铰结处一侧截面上如无集中力偶 作用，M＝０。 • 在铰结处一侧截面上如有集中力偶作用， 则该截面弯矩＝此外力偶值。
• (２)自由端处如无集中力偶作用，则该 端弯矩为零。 • 自由端处如有集中力偶作用，则该端弯 矩＝此外力偶值。
FQBA
B
FQBE
D E FP3=1kN
FxA =3kN FyA =3kN
A
MA=15kN· m
（2）、作弯矩图:
• • • • • • • • 求各杆杆端弯矩: 5 1 CB段: MCB=0 MBC=1kN· (左侧受拉) 1.25 m BE段: MEB=0 MBE= - 4kN· m(上侧受拉) BA段: MBA=5kN· (左侧受拉) m MAB=15kN· m(左侧受拉) 15
一系列简支梁的M图
21.25kN· m
静定多跨梁与相应的多个简支梁弯矩图的比较 后，可以看到：在多跨静定梁中弯矩分布要均匀一 些。这是由于多跨静定梁中设置了带伸臂梁的基本 部分。这样，一方面减小了附属部分的跨度，另一 方面，在基本部分的支座处产生了负弯矩，它使跨 中正弯矩减小。 一般来说，多跨静定梁较相应的多个简支梁， 材料用量可以少一些，但构造要复杂一些。
FP2=4kN
q=0.4kN/m
FP3=1kN
FxA=3kN 先求各杆杆端弯 矩，再用分段叠加法 MA=15kN· m FyA =3kN 作弯矩图。
作隔离体图,如左图:
FP1=1kN FP2=4kN
FP1=1kN
C
MBC
B FQBC
FP2=4kN
结构力学第3章
D (a)
B C YC A C
Q
q P
D
XD (b) C YC XC XC
q
Q
B YB A YA XA
(c)
刚架指定截面内力计算
与梁的指定截面内力计算方法相同（截面法）.
注意未知内力正负号的规定（未知力先假定为正）
注意结点处有不同截面（强调杆端内力） 注意正确选择隔离体（选外力较少部分）
注意利用结点平衡（用于检验平衡，传递弯矩） 连接两个杆端的刚结点,若结点上无外力偶作用, 则两个杆端的弯矩值相等,方向相反
刚架内力图的绘制
弯矩图
取杆件作隔离体
剪力图
轴力图
取结点作隔离体
静定刚架的内力图绘制方法： 一般先求反力，然后求控 制弯矩，用区段叠加法逐杆 绘制，原则上与静定梁相同。
例一、试作图示刚架的内力图
求反力
(单位：kN . m)
48 192
144 126
12
48 kN
42 kN
22 kN
例一、试作图示刚架的内力图
计算关键
正确区分基本结构和附属结构 熟练掌握单跨静定梁的绘制方法
多跨度梁形式
并列简支梁
多跨静定梁
超静定连续梁
为何采用 多跨静定梁这 种结构型式?
作内力图
例
叠层关系图
先附属，后基本， 先求控制弯矩，再区段叠加
18 10 10
5
12
例
9
12
18
+ 9 9
4
其他段仿 此计算 5
5
2.5 FN 图（kN）
l
q
A
ql2 8 l
B
a m l m A b m l a b l B
B C YC A C
Q
q P
D
XD (b) C YC XC XC
q
Q
B YB A YA XA
(c)
刚架指定截面内力计算
与梁的指定截面内力计算方法相同（截面法）.
注意未知内力正负号的规定（未知力先假定为正）
注意结点处有不同截面（强调杆端内力） 注意正确选择隔离体（选外力较少部分）
注意利用结点平衡（用于检验平衡，传递弯矩） 连接两个杆端的刚结点,若结点上无外力偶作用, 则两个杆端的弯矩值相等,方向相反
刚架内力图的绘制
弯矩图
取杆件作隔离体
剪力图
轴力图
取结点作隔离体
静定刚架的内力图绘制方法： 一般先求反力，然后求控 制弯矩，用区段叠加法逐杆 绘制，原则上与静定梁相同。
例一、试作图示刚架的内力图
求反力
(单位：kN . m)
48 192
144 126
12
48 kN
42 kN
22 kN
例一、试作图示刚架的内力图
计算关键
正确区分基本结构和附属结构 熟练掌握单跨静定梁的绘制方法
多跨度梁形式
并列简支梁
多跨静定梁
超静定连续梁
为何采用 多跨静定梁这 种结构型式?
作内力图
例
叠层关系图
先附属，后基本， 先求控制弯矩，再区段叠加
18 10 10
5
12
例
9
12
18
+ 9 9
4
其他段仿 此计算 5
5
2.5 FN 图（kN）
l
q
A
ql2 8 l
B
a m l m A b m l a b l B
结构力学第三章
第三章 静定结构的内力计算
§3-1 静定结构的一般概念 §3-2 静定平面刚架 §3-3 三铰拱 §3-4 静定桁架 §3-5 静定组合结构 §3-6 静定结构的特性
§3-1 静定结构的一般概念
一、静定结构的定义
定义：一个几何不变的结构，在荷载等因素作用下其结构的全部支座反力 和内力均可由静力平衡条件唯一确定的结构称静定结构
FxA
FxB
Fx
M
0 C
f
（2）支座反力
设拱轴线方程 y f已(x知) 。
任意截面K的内力为：
MK 0
MK
FyAx FP1(x a1) FxA y
M
0 K
FxA y
F 0 FQK FyA cos FP1 cos FxA sin FQ0K cos FxA sin
F 0 FNK FyA sin FP1 sin FxA cos (FQ0K sin FxA cos)
二、静定平面桁架的内力计算
静定平面桁架的内力计算方法：结点法、截面法及两法的联合应用。 1.结点法：
切取结点为隔离体用 Fx 0、求F解y 未0知的轴力。
例 求图示桁架内力
解：（1）支座反力
FyB 24 12 2kN()、FyA 8 2 6kN()、FxA 0
（2）内力（设各杆轴力以拉为正）：
1.支座反力：
FyA
Fy0A
10(16 16
4)
7.5kN
FyB
Fy0B
10 4 16
2.5kN
F A
F B
Fx
M
0 C
f
7.58 10(8 4) 4
5kN
2、内力：集中荷载 F左P 右分段列内力方程。
§3-1 静定结构的一般概念 §3-2 静定平面刚架 §3-3 三铰拱 §3-4 静定桁架 §3-5 静定组合结构 §3-6 静定结构的特性
§3-1 静定结构的一般概念
一、静定结构的定义
定义：一个几何不变的结构，在荷载等因素作用下其结构的全部支座反力 和内力均可由静力平衡条件唯一确定的结构称静定结构
FxA
FxB
Fx
M
0 C
f
（2）支座反力
设拱轴线方程 y f已(x知) 。
任意截面K的内力为：
MK 0
MK
FyAx FP1(x a1) FxA y
M
0 K
FxA y
F 0 FQK FyA cos FP1 cos FxA sin FQ0K cos FxA sin
F 0 FNK FyA sin FP1 sin FxA cos (FQ0K sin FxA cos)
二、静定平面桁架的内力计算
静定平面桁架的内力计算方法：结点法、截面法及两法的联合应用。 1.结点法：
切取结点为隔离体用 Fx 0、求F解y 未0知的轴力。
例 求图示桁架内力
解：（1）支座反力
FyB 24 12 2kN()、FyA 8 2 6kN()、FxA 0
（2）内力（设各杆轴力以拉为正）：
1.支座反力：
FyA
Fy0A
10(16 16
4)
7.5kN
FyB
Fy0B
10 4 16
2.5kN
F A
F B
Fx
M
0 C
f
7.58 10(8 4) 4
5kN
2、内力：集中荷载 F左P 右分段列内力方程。
结构力学 第三章 静定梁和静定平面钢架
２、截面法 若要求某一横截面上的内力，假想用一平面沿杆轴垂直方向将该 截面截开，使结构成两部分；在截开后暴露的截面上用力（内力）代 替原相互的约束。
对于截开后结构的两部分上，截面上的内力已成为外力，因此，
由任一部分的静力平衡条件，均可列出含有截面内力的静力平衡方程。 解该方程即将内力求出。
３、截面内力 截开一根梁式杆件的截面上有三个内力（分量），即：轴力ＦN 、 剪力ＦQ和弯矩Μ 。
dFN/dx=-qx
dFQ/dx=-qy dM/dx=Q
d2M/dx2=-qy
增量关系： DFN=-FPx
DFQ=-FPy
DM=m
１）微分关系及几何意义： dFN/dx=-qx dFQ/dx=-qy dM/dx=Q d2M/dx2=-qy （１）在无荷载区段，ＦQ图为水平直线；
当ＦQ≠０时，Μ图为斜直线;
右右为正。
ＦQ＝截面一侧所有外力在杆轴垂直方向上投影的代数和。左上为正， 右下为正。
Μ ＝截面一侧所有外力对截面形心力矩代数和。弯矩的竖标画在杆
件受拉一侧。
例3-1-1 求图（a）所示简支梁在图示荷载下截面的内力。
解：1）支座反力 ∑ΜA=0 FBy×4﹣10×4×2﹣100× (4/5)×2=0 Fby=60kN (↑) ∑ΜB=0 FAy=60kN (↑) ∑Fx= 0 FAx+100×(3/5)=0 FAx=－60kN (← ) 由 ∑Ｆy= 0 校核，满 足。
(下侧受拉)
区段叠加法求Ｅ、Ｄ截面弯矩； ΜE＝20×42/8＋120/2＝100kNm ΜＤ＝40×4/4＋120/2＝100kNm
(下侧受拉) (下侧受拉)
内力应考虑
说明：集中力或集中力偶作用点，注意对有突变的 分两侧截面分别计算。
结构力学-第三章
M FN FQ M+dM
dx dx
FN+d FN FQ+dFQ
内力图-表示结构上各截面内力值的图形 横坐标--截面位置；纵坐标--内力的值
1.结构力学的截面内力分量及其正负号规定
FN FN
轴力—截面上应力沿杆轴切线方向的 合力，使杆产生伸长变形为正，画轴力图 要注明正负号；
剪力—截面上应力沿杆轴法线方向的
C
25 5 20 25 50 20
F
55
G
85 40 10
H
50
40k N A 25 2m B 2m C 2m 5 50 20 50 40k N D 1m
80k N· m E 2m 2m 1m 55 40 40 20 F
20k N/m G 4m 85 40 10 2m H
M 图（k N· m）
20k N/m
A
2
2
YA
C
YB
XC
YC
B
XB
2)取右部分为隔离体 Fp l M C 0, X B l YB 2 0, X B 4 () Fp Fy 0, YC YB 0, YC YB 2 () Fp Fx 0, X B X C 0, X C 4 ()
分析下列多跨连续梁结构几何构造关系，并确定内力计算顺序。 q F
A B C D E F G H
q F
E C A B D F G H
F A F A B C D E B C D E
q F q F
注意： 从受力和变形方面看：基本部分上的荷载仅能在其自身上产生内力和
弹性变形，而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和 弹性变形。因此，多跨静定梁的内力计算顺序也可根据作用于结构上 的荷载的传力路线来决定。
dx dx
FN+d FN FQ+dFQ
内力图-表示结构上各截面内力值的图形 横坐标--截面位置；纵坐标--内力的值
1.结构力学的截面内力分量及其正负号规定
FN FN
轴力—截面上应力沿杆轴切线方向的 合力，使杆产生伸长变形为正，画轴力图 要注明正负号；
剪力—截面上应力沿杆轴法线方向的
C
25 5 20 25 50 20
F
55
G
85 40 10
H
50
40k N A 25 2m B 2m C 2m 5 50 20 50 40k N D 1m
80k N· m E 2m 2m 1m 55 40 40 20 F
20k N/m G 4m 85 40 10 2m H
M 图（k N· m）
20k N/m
A
2
2
YA
C
YB
XC
YC
B
XB
2)取右部分为隔离体 Fp l M C 0, X B l YB 2 0, X B 4 () Fp Fy 0, YC YB 0, YC YB 2 () Fp Fx 0, X B X C 0, X C 4 ()
分析下列多跨连续梁结构几何构造关系，并确定内力计算顺序。 q F
A B C D E F G H
q F
E C A B D F G H
F A F A B C D E B C D E
q F q F
注意： 从受力和变形方面看：基本部分上的荷载仅能在其自身上产生内力和
弹性变形，而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和 弹性变形。因此，多跨静定梁的内力计算顺序也可根据作用于结构上 的荷载的传力路线来决定。
结构力学第3章静定梁的内力计算
以此类推
❖ 荷载图、剪力图和弯矩图 的特征依次为：零、平、斜； 平、斜、二曲；斜、二曲、三 曲；……
(2)荷载与内力的增量关系
在图3-1-3所示杆件上，取含 有集中力和集中力偶在内的微 段dx，见图 3-1-4(b)，建立 微段平衡方程：
dx
图3-1-4 (b)
FY 0
FQ FQ FQ FP 0
例3-1-1
M
用截面法，求图(a) 所示伸臂梁截面1 上的内力。
M
F A x F A y
F B y
(a) (b)
求解：
1)求支座反力
➢ 去掉支座约束，取整体为隔离 体，见图(b)。建立隔离体的平衡 方程并解之：
MB 0
FAy
3a
M
q 3a
3a 2
FP
4 5
a
0
FAy
MA 0
FAy
1 7
(14 4 3
7 6)
30kN
m
(Hale Waihona Puke )1 FBy 7 (14 4 4 7 1) 33kN m
(↑)
q = 1 4 k N /m
F A x = 0 F A y = 3 0 k N
(a) F B y = 3 3 k N
2)计算控制截面弯矩值
截面法的一般步骤：
1. 计算结构的支座反力和约束
取结构整体（切断结构与大地的约 束）、或取结构的一部分（切开结 构的某些约束）为隔离体，建立平 衡方程。
2. 计算控制截面的内力(指定 截面的内力)
用假想的平面垂直于杆轴切开指 定截面，取截面的任意一侧为隔 离体并在其暴露的横截面上代以 相应的内力（按正方向标出）， 建立平衡方程并求解。
❖ 荷载图、剪力图和弯矩图 的特征依次为：零、平、斜； 平、斜、二曲；斜、二曲、三 曲；……
(2)荷载与内力的增量关系
在图3-1-3所示杆件上，取含 有集中力和集中力偶在内的微 段dx，见图 3-1-4(b)，建立 微段平衡方程：
dx
图3-1-4 (b)
FY 0
FQ FQ FQ FP 0
例3-1-1
M
用截面法，求图(a) 所示伸臂梁截面1 上的内力。
M
F A x F A y
F B y
(a) (b)
求解：
1)求支座反力
➢ 去掉支座约束，取整体为隔离 体，见图(b)。建立隔离体的平衡 方程并解之：
MB 0
FAy
3a
M
q 3a
3a 2
FP
4 5
a
0
FAy
MA 0
FAy
1 7
(14 4 3
7 6)
30kN
m
(Hale Waihona Puke )1 FBy 7 (14 4 4 7 1) 33kN m
(↑)
q = 1 4 k N /m
F A x = 0 F A y = 3 0 k N
(a) F B y = 3 3 k N
2)计算控制截面弯矩值
截面法的一般步骤：
1. 计算结构的支座反力和约束
取结构整体（切断结构与大地的约 束）、或取结构的一部分（切开结 构的某些约束）为隔离体，建立平 衡方程。
2. 计算控制截面的内力(指定 截面的内力)
用假想的平面垂直于杆轴切开指 定截面，取截面的任意一侧为隔 离体并在其暴露的横截面上代以 相应的内力（按正方向标出）， 建立平衡方程并求解。
《结构力学》第三章 单跨静定梁
l
l/2 l/2
MM
l
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图
M
1 ql2 2
P 1 ql2
4
l
l/2 l/2
l
M
2M
MM
l
l
lM
M
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图
1 ql2 2
P 1 ql2
4
q
1 ql2
l
l/2 l/2
2l
l
M
2M
M
MM
M
M
M
M MM
M
l
l
MM
练习: 利用微分关系,叠加法等作弯矩图
M图
Q图
例: 作内力图
铰支座有外 力偶,该截面弯矩 等于外力偶.
M图 Q图
无剪力杆的 弯矩为常数.
M图
自由端有外
力偶,弯矩等于外
Q图 力偶
练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
5.叠加法作弯矩图
注意:
是竖标相加,不是 图形的简单拼合.
练习:
1 ql2 16
种结构型式?
简支梁(两个并列) 多跨静定梁
连续梁
例.对图示静定梁,欲使AB跨的最大正弯矩与支座B截
面的负弯矩的绝对值相等,确定铰D的位置.
q
A
D
B
C
x
l
l
RD
q
q(l x)2 / 8
RD
B
解: RD q(l x) / 2()
M B qx2 / 2 q(l x)x / 2 q(l x)2 / 8 qx2 / 2 q(l x)x / 2
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第 3章
静定梁和静定刚架的受力分析
本章教学基本要求：灵活运用隔离体平衡法（截面 法）计算指定截面的内力；熟练掌握静定梁和静定平 面刚架内力图的作法；了解空间刚架内力图绘制的方 法。
●
本章教学内容的重点：绘制静定梁和静定平面刚架 的内力图，这是本课程最重要的基本功之一。
●
本章教学内容的难点：用隔离体平衡法计算任一指 定截面的内力；用区段叠加法绘弯矩图；根据弯矩图 和所受荷载绘出剪力图和轴力图。
N dN
x
l
微分关系: dQ( x) / dx q( x)
dM ( x) / dx Q( x) d 2 M ( x) / dx2 q( x) Pl 1.无荷载分布段(q=0),Q图 为水平线,M图为斜直线. M图
自由端无外力偶 则无弯矩. Q图
dx 截面弯矩等于该截面一 侧的所有外力对该截面 的力矩之和
Q( x)
Q dQ
例3-2: 作内力图
M图
Q图
铰支端无外力偶 则该截面无弯矩.
1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数),Q图为斜直线,M图为抛物线, 且凸向与荷载指向相同.
ql2 / 2
Q=0的截面为抛 物线的顶点.
ql / 2
ql
2
M图
Q图
例3-3: 作内力图
0
20kN/m
10kN 10
10
10kN
10
10
10kN
10 A F B 10
10 G 10
10 C D 10 10 H E
M图(kN· m)
30 H D 10 20kN/m E
20
A F B 10 Q图(kN) 10kN· m D 2m 30kN 10kN C
H
10kN· m
【例3-10】试求作图示多跨静定梁铰E和铰F的位置，使中间 跨的支座负弯矩MB和MC与跨中正弯矩M2的绝对值相等。
2 2
ql
ql
5ql / 4
11ql / 4
ql / 2
3.2多跨静定梁
1.多跨静定梁的组成 为何采用 2.多跨静定梁的内力计算 多跨静定梁这 3.多跨静定梁的受力特点
种结构型式?
简支梁(两个并列)
多跨静定梁
连续梁
例3-7.对图示静定梁,欲使AB跨的最大正弯矩与支座B 截面的负弯矩的绝对值相等,确定铰D的位置.
q
1 2 ql 16
q
l
ql 2
1 2 ql 16
ql 2
l
6.分段叠加法作弯矩图
q
A
1 2 ql 16
B
l/2
q
C
q
l/2
1 2 ql 16
1 ql 8
1 2 ql 16
l/2
q
q
1 2 ql 16
1 2 ql 16
l/2
练习: 分段叠加法作弯矩图
q
A B
C
1 2 ql 4
l
q
1 ql 2
ql
ql2 / 2
M图 Q图
1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数),Q图为斜直线,M图为抛物线, 且凸向与荷载指向相同. 3.集中力作用处,Q图有突变,且突变量等于力值; M 图有尖点,且指向与荷载相同.
M图 Q图
ql2 / 2
M图
A支座的反力 大小为多少, 方向怎样?
MC C HAcosα HA VAsinα VAcosα VA HAcosα HA HAsinα NC QC
（3）AD段受力图：
α
ql2/3
ql2sinα/3 C HAsinα
ql2cosα/3 NC D QC MC
α
VAsinα
VAcosα
VA
第 3章
（4）绘制斜梁内力图如下：
§ 3.2 多跨静定梁
基本部分--能独立 1.多跨静定梁的组成 承载的部分。
附属部分--不能独 立承载的部分。
基、附关系层叠图
三种组成形式
A B C D E
层次图
(次 ) (主 ) A C
(最次) E (再次) D
B C D E F A B C D E
A
B
层次图
(主 ) A (次 ) B C (主 ) (次 ) D E F A (主 ) (主 ) (次 ) B C (主 ) (次 ) D E
E
F
FP3/2
A
Fp/2
E
F
A
B
Q图
【例3-9】试求图示多跨静定梁的内力图。
30kN A 1m 20kN· m G 1m 1m 20kN/m E
F
1m
B
C
1m
D 2m
H 1m
30kN A F B
20kN· m G C 10 10kN 10 0 20kN· m
20kN/m
D H
E
0
10 10kN· m 20kN 30kN
q A l－ x q A E F E x B l C x F l－ x q D D
q l x 2
E B
MB E B M2
q l x 2
C
MC C F
F
q A l－ x q A E F E x B l C x F l－ x q D
D
因为
ql x qx2 M B MC x 2 2
●
静定结构受力分析
几何特性：无多余联系的几何不变体系 静力特征：仅由静力平衡条件可求全部反力内力 求解一般原则：从几何组成入手，按组成的相反 顺序进行逐步分析即可 本章内容： 静定梁； 静定刚架； 学习中应注意的问题： 多思考,勤动手。本章是后面学习的基础，十分 重要,要熟练掌握！
●
本章内容简介:
4
l/2
q
l/2
l/2
1 2 ql 4
l/2
l/2
ql 1 ql 2 4
l/2
l/2
l/2
l/2
l/2
【例3-5】试求作图示多跨静定梁的内力图
FP FPa FPa
A
2a
B
a
C
a
D
2a
E
a E
F A FP
C D
B Fpa/2 M图
E
F
A B
C
D FP/2 FP/2 C D FP/2 FP
F
FP Fp Fp/2 + B C D +
2ql2
q
ql 2
A B QAB QBA M A 0 QBA 11ql / 4
F
Y
0 QAB 5ql / 4
例3-6: 作内力图
ql
q
ql
l l ql
2l q
4l
1 ql 2
2l
l
l ql
内力计算的关键在于 : 1 ql ql 2 正确区分基本部分和附 ql ql 属部分. 熟练掌握单跨梁的计算 . ql / 2 ql
x 0.172 l
0.086ql 2
l
x
q
0.086ql 2
l
1 2 ql 8
1 2 ql 0.125 ql 2 8
与简支梁相比:弯矩较小而且均匀.
从分析过程看:附属部分上若无外力,其上也无内力.
练习: 利用微分关系等作弯矩图
P
l
l/2
l/2
l
M
M
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图 M 1 1
K
内力符号规定: 弯矩 以使下侧受拉为正 剪力 绕作用截面顺时针转为正 轴力 拉力为正
例:求跨中截面内力
q
A
解: FAx 0, FAy ql / 2(),
B
FBy ql / 2()
F Ax
C
l
FAy
FBy
F 0, N 0 F 0, Q 0 M 0, M ql
2 ql 2 4
l
ql
2
P
M M
l/2
M
l/2
l
l
2M
M
l
M M M
l
M
M
l
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图
1 2 ql 2
l
1 2 ql 4
P
l/2
q
l/2
M
1 2 ql 2
l
l
2M
M
M
M
M
M M M
M M
l l
M M
M
练习: 利用微分关系,叠加法等作弯矩图
P
1 Pl 4 1 Pl 4
P 1 Pl
练习:区分基本部分和附属部分并画出关系图
1.多跨静定梁的组成 2.多跨静定梁的内力计算
拆成单个杆计算,先算附属部分,后算基本部分.
（1）力的传递
由附属部分向基本部分传递，且当基本部分受荷载时， 附属部分无内力产生；当附属部分受荷载时，基本部分 有内力产生。
FP (主 ) (次 ) (主 )
FP (次 ) (主 ) (主 )
x C y C c C
/8 (下侧受拉)
2
3.作内力图的基本方法 内力方程式: M M ( x) 弯矩方程式 Q Q( x) 剪力方程式 例3-1:作图示粱内力图 N N ( x) 轴力方程式
q
A B
解: FAx 0, FAy ql / 2(),
F Ax
l
FAy
FBy
F
FBy ql / 2()
x
0, N ( x) 0
静定梁和静定刚架的受力分析
本章教学基本要求：灵活运用隔离体平衡法（截面 法）计算指定截面的内力；熟练掌握静定梁和静定平 面刚架内力图的作法；了解空间刚架内力图绘制的方 法。
●
本章教学内容的重点：绘制静定梁和静定平面刚架 的内力图，这是本课程最重要的基本功之一。
●
本章教学内容的难点：用隔离体平衡法计算任一指 定截面的内力；用区段叠加法绘弯矩图；根据弯矩图 和所受荷载绘出剪力图和轴力图。
N dN
x
l
微分关系: dQ( x) / dx q( x)
dM ( x) / dx Q( x) d 2 M ( x) / dx2 q( x) Pl 1.无荷载分布段(q=0),Q图 为水平线,M图为斜直线. M图
自由端无外力偶 则无弯矩. Q图
dx 截面弯矩等于该截面一 侧的所有外力对该截面 的力矩之和
Q( x)
Q dQ
例3-2: 作内力图
M图
Q图
铰支端无外力偶 则该截面无弯矩.
1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数),Q图为斜直线,M图为抛物线, 且凸向与荷载指向相同.
ql2 / 2
Q=0的截面为抛 物线的顶点.
ql / 2
ql
2
M图
Q图
例3-3: 作内力图
0
20kN/m
10kN 10
10
10kN
10
10
10kN
10 A F B 10
10 G 10
10 C D 10 10 H E
M图(kN· m)
30 H D 10 20kN/m E
20
A F B 10 Q图(kN) 10kN· m D 2m 30kN 10kN C
H
10kN· m
【例3-10】试求作图示多跨静定梁铰E和铰F的位置，使中间 跨的支座负弯矩MB和MC与跨中正弯矩M2的绝对值相等。
2 2
ql
ql
5ql / 4
11ql / 4
ql / 2
3.2多跨静定梁
1.多跨静定梁的组成 为何采用 2.多跨静定梁的内力计算 多跨静定梁这 3.多跨静定梁的受力特点
种结构型式?
简支梁(两个并列)
多跨静定梁
连续梁
例3-7.对图示静定梁,欲使AB跨的最大正弯矩与支座B 截面的负弯矩的绝对值相等,确定铰D的位置.
q
1 2 ql 16
q
l
ql 2
1 2 ql 16
ql 2
l
6.分段叠加法作弯矩图
q
A
1 2 ql 16
B
l/2
q
C
q
l/2
1 2 ql 16
1 ql 8
1 2 ql 16
l/2
q
q
1 2 ql 16
1 2 ql 16
l/2
练习: 分段叠加法作弯矩图
q
A B
C
1 2 ql 4
l
q
1 ql 2
ql
ql2 / 2
M图 Q图
1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数),Q图为斜直线,M图为抛物线, 且凸向与荷载指向相同. 3.集中力作用处,Q图有突变,且突变量等于力值; M 图有尖点,且指向与荷载相同.
M图 Q图
ql2 / 2
M图
A支座的反力 大小为多少, 方向怎样?
MC C HAcosα HA VAsinα VAcosα VA HAcosα HA HAsinα NC QC
（3）AD段受力图：
α
ql2/3
ql2sinα/3 C HAsinα
ql2cosα/3 NC D QC MC
α
VAsinα
VAcosα
VA
第 3章
（4）绘制斜梁内力图如下：
§ 3.2 多跨静定梁
基本部分--能独立 1.多跨静定梁的组成 承载的部分。
附属部分--不能独 立承载的部分。
基、附关系层叠图
三种组成形式
A B C D E
层次图
(次 ) (主 ) A C
(最次) E (再次) D
B C D E F A B C D E
A
B
层次图
(主 ) A (次 ) B C (主 ) (次 ) D E F A (主 ) (主 ) (次 ) B C (主 ) (次 ) D E
E
F
FP3/2
A
Fp/2
E
F
A
B
Q图
【例3-9】试求图示多跨静定梁的内力图。
30kN A 1m 20kN· m G 1m 1m 20kN/m E
F
1m
B
C
1m
D 2m
H 1m
30kN A F B
20kN· m G C 10 10kN 10 0 20kN· m
20kN/m
D H
E
0
10 10kN· m 20kN 30kN
q A l－ x q A E F E x B l C x F l－ x q D D
q l x 2
E B
MB E B M2
q l x 2
C
MC C F
F
q A l－ x q A E F E x B l C x F l－ x q D
D
因为
ql x qx2 M B MC x 2 2
●
静定结构受力分析
几何特性：无多余联系的几何不变体系 静力特征：仅由静力平衡条件可求全部反力内力 求解一般原则：从几何组成入手，按组成的相反 顺序进行逐步分析即可 本章内容： 静定梁； 静定刚架； 学习中应注意的问题： 多思考,勤动手。本章是后面学习的基础，十分 重要,要熟练掌握！
●
本章内容简介:
4
l/2
q
l/2
l/2
1 2 ql 4
l/2
l/2
ql 1 ql 2 4
l/2
l/2
l/2
l/2
l/2
【例3-5】试求作图示多跨静定梁的内力图
FP FPa FPa
A
2a
B
a
C
a
D
2a
E
a E
F A FP
C D
B Fpa/2 M图
E
F
A B
C
D FP/2 FP/2 C D FP/2 FP
F
FP Fp Fp/2 + B C D +
2ql2
q
ql 2
A B QAB QBA M A 0 QBA 11ql / 4
F
Y
0 QAB 5ql / 4
例3-6: 作内力图
ql
q
ql
l l ql
2l q
4l
1 ql 2
2l
l
l ql
内力计算的关键在于 : 1 ql ql 2 正确区分基本部分和附 ql ql 属部分. 熟练掌握单跨梁的计算 . ql / 2 ql
x 0.172 l
0.086ql 2
l
x
q
0.086ql 2
l
1 2 ql 8
1 2 ql 0.125 ql 2 8
与简支梁相比:弯矩较小而且均匀.
从分析过程看:附属部分上若无外力,其上也无内力.
练习: 利用微分关系等作弯矩图
P
l
l/2
l/2
l
M
M
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图 M 1 1
K
内力符号规定: 弯矩 以使下侧受拉为正 剪力 绕作用截面顺时针转为正 轴力 拉力为正
例:求跨中截面内力
q
A
解: FAx 0, FAy ql / 2(),
B
FBy ql / 2()
F Ax
C
l
FAy
FBy
F 0, N 0 F 0, Q 0 M 0, M ql
2 ql 2 4
l
ql
2
P
M M
l/2
M
l/2
l
l
2M
M
l
M M M
l
M
M
l
l
练习: 利用微分关系等作弯矩图
1 2 ql 2
l
1 2 ql 4
P
l/2
q
l/2
M
1 2 ql 2
l
l
2M
M
M
M
M
M M M
M M
l l
M M
M
练习: 利用微分关系,叠加法等作弯矩图
P
1 Pl 4 1 Pl 4
P 1 Pl
练习:区分基本部分和附属部分并画出关系图
1.多跨静定梁的组成 2.多跨静定梁的内力计算
拆成单个杆计算,先算附属部分,后算基本部分.
（1）力的传递
由附属部分向基本部分传递，且当基本部分受荷载时， 附属部分无内力产生；当附属部分受荷载时，基本部分 有内力产生。
FP (主 ) (次 ) (主 )
FP (次 ) (主 ) (主 )
x C y C c C
/8 (下侧受拉)
2
3.作内力图的基本方法 内力方程式: M M ( x) 弯矩方程式 Q Q( x) 剪力方程式 例3-1:作图示粱内力图 N N ( x) 轴力方程式
q
A B
解: FAx 0, FAy ql / 2(),
F Ax
l
FAy
FBy
F
FBy ql / 2()
x
0, N ( x) 0