《建筑力学》第11章计算题

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《建筑力学》11章静定结构的内力分析

《建筑力学》11章静定结构的内力分析

图11-15
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如图11-16所示去掉零杆后结构变得更简单, 可使计算简化
图11-16
3)几种特殊结点 使用结点法时,熟悉如图11-17所示的几种特殊结点,可使计算简化,对题解 有益处: ① L型结点。不在一直线上的两杆结点,当结点不受外力时,两杆均为零杆, 如图11-17 (a)所示。若其中一杆与外力F共线,则此杆内力与外力F相等, 另 一杆为零杆,如图11-17 (d)所示。 ② T型结点。两杆在同一直线上的三杆结点,当结点不受外力时,第三杆为零 杆,如图11-17 (b)所示。若外力F与第三杆共线,则第三杆内力等于外力F, 如图11-17 (e)所示。 ③ X型结点。四杆结点两两共线,如图11-17 (c)所示,当结点不受外力时, 则共线的两杆内力相等且符号相同。 ④ K型线点。这也是四杆结点,其中两杆共线,另两杆在该直线同侧且与直 线夹角相等,如图11-17 (f)所示,当结点不受外力时,则非共线的两杆内力大 小相等但符号相反。 以上结论,均可取适当的坐标由投影方程得出。 (4)结点法计算桁架的内力 结点法是指以截取的结点为研究对象,根据外力和杆件内力组成的平面汇 交力系平衡方程计算杆件内力的方法。 实际计算时,可以先从未知力不超过两个的结点计算,求出未知杆的内力后, 再以这些内力为已知条件依次进行相邻结点的计算。
图11-13
4.桁架的分类 . (1) 按照桁架的外形分类 ① 平行弦桁架,如图11-14(a)所示; ② 折线形桁架, 如图11-14 (b)所示; ③ 三角形桁架, 如图11-14 (c)所示; ④ 梯形桁架,如图11-14 (d)所示; ⑤ 抛物线形桁架,如图11-14(e)所示。 (2)按照桁架的几何组成分类 2 ① 简单桁架:以一个基本铰结三角形为基础,依次增加二元体而组成的无 多余约束的几何不变体系,如图11-14(a)、(d)、(e)所示。 ② 联合桁架:由几个简单桁架按几何不变体系组成规则组成的桁架,如图 11-14(c)、(f)所示。 ③ 复杂桁架:不属于前两类的桁架即为复杂桁架,如图11-14(b)所示。

建筑力学李前程教材第十一章习题解

建筑力学李前程教材第十一章习题解
1 1 5 [(2P 2) ( P ) EI 2 3 1 2 (P ) (P ) ( P )] 2 3 23P 3EI
Pl 2Pl M P图
Pl
2l
l
P=1 2l M图 l l
【11-15】求刚架横梁中点C的竖向位移,各杆长同为l,EI相同。 【解】先求支座反力 C P 由∑X=0:XA=P 由∑M=0:YA=YB=P 作荷载作用下刚架的弯矩图, A X =P B 在刚架C点施加一单位荷载, 作单位荷载作用下刚架的弯矩图, Y =P Y =P 应用图乘法得:
A A B
C
A B 2
1 C M( x )M( x )dx EI 11q 4 1 1 2 1 2 q / 8 2 / 6 q / 8 / 2 3 / 8 EI 2 3 384EI
(b) 】(a)求支座反力 YA=P/2 , YB=3P/2 作荷载作用下的M图。 在外伸梁C点加一单位荷载,作 作单位荷载作用下的M图,用M图 的面积乘以单位荷载的M图的竖坐 标,得
1 1 P EI 2 4 2
P=1 Pl
Pl
P 3 16EI
M P图
M图
【11-16】求悬臂折杆自由端的竖向位移,各杆长同为l,EI相同。 【解】可不求支座反力, 直接作荷载作用下悬臂折杆 P 悬臂折杆的弯矩图, 在自由端施加一单位荷载, 2Pl Pl 作单位荷载作用下的弯矩图, 应用图乘法得:
P A B
Hale Waihona Puke C l/2 YB=3P/2
l YA=P/2
Pl/2 M图
l/3 l/3 M图 l/2 P=1
1 C M( x )M( x )dx EI P 3 1 1 1 11 P / 3 P / 2 / 3 EI 2 2 22 8EI

《建筑力学》第11章计算题

《建筑力学》第11章计算题

《建筑力学》第11章计算题计算题( 第十一章 )11.1 用图乘法求图示悬臂梁C截面的竖向位移∆cv和转角θc, EI为常数.题图11.1 题图11.211.2用图乘法求图示外伸梁C截面的竖向位移∆cv和B截面的转角θB, EI为常数.题图11.5题图11.611.6 用图乘法求图示刚架B 截面的水平位移∆BH 和A 截面的转角θA,各杆EI 为常数.11.7 简支梁用No22a 号工字刚制成,已知=4KN,q=1.5KN/m,l=8m,E=200GPa,4001]l f [=校核梁的刚度?题图11.7 题图11.811.8 图示桁架中,其支座B有竖向沉陷C,试求BC杆的转角BCϕ.11.9图示刚架中,其支座B有竖向沉陷b , 试求C点的水平位移CH∆题图11.9 题图11.1011.10 求图示桁架结点C的水平位移 CH,设各杆,EA相等.11.11图示桁架各杆截面均为A=20cm2,E=2.1x104KN/cm2,P=40KN,d=2m,试求:(a)C点的竖向位移(b)角ADC的改变(c)已知桁架的最大挠度为[f]=0.5cm,该校核桁架的刚度题图11.1111.12用积分法求图示悬臂梁A端的竖向位移V A 和转角ϕ(忽略剪切变形的影响)。

A题图11.1211.13试用积分法求图示刚架的B点水平位移H B∆。

已知各杆EI=常数。

题图11.13 题图11.1411.14图示桁架,各杆EA=常数。

求C点的水平位移H C∆。

11.15 求所示桁架D点的竖向位移V D∆和水平位移H D∆。

已知各杆EA=常数。

题图11.15 11.16 用图乘法计算题11.12、11.13。

11.17 用图乘法,求下列结构中B处的转角Bϕ和C点的竖向位移V C∆。

EI=常数。

题图11.1711.18 用图乘法计算下列各题题图11.1811.19 图示刚架,各杆EI=常数。

试求D点的水平位移H D 。

题图11.19 题图11.2011.20 图示梁支座B下移1∆。

11建筑力学与结构(第3版)第十一章砌体结构

11建筑力学与结构(第3版)第十一章砌体结构
3.蒸压灰砂砖
蒸压灰砂砖是以石英砂和石灰为主要原料,加入其他 掺合料后压制成型,蒸压养护而成。使用这类砖时受 到环境的限制。
4.蒸压粉煤灰砖
蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺加适 量石膏和集料,经坯料制备、压制成型,高压蒸汽养 护而成的实心砖。
5.混凝土小型空心砌块
砌块是指用普通混凝土或轻混凝土及硅酸盐材料制 作的实心和空心块材。
2.混合砂浆
在水泥砂浆掺入适量的塑性掺合料,如石灰膏、黏土 膏等而制成的砂浆叫混合砂浆。混合砂浆具有保水 性和流动性较好、强度较高、便于施工且质量容易 保证等特点,是砌体结构中常用的砂浆。
3.非水泥砂浆
非水泥砂浆是指不含水泥的砂浆,如石灰砂浆、石膏 砂浆等。非水泥砂浆具有强度不高、耐久性较差等 特点,适用于受力不大或简易建筑、临时性建筑的砌 体中。
(4)应考虑施工队伍的技术条件和设备情况,而且应方 便施工。
(5)应考虑建筑物的使用性质和所处的环境因素。
2.《砌体规范》对块体和砂浆的选择的规定
5层及5层以上房屋的墙以及受振动或层高大于6 m 的墙、柱所用的块体和砂浆最低强度等级:砖为 MU10、砌块为MU7.5、石材为MU30、砂浆为M5。 地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙,所用 材料的最低强度等级应符合要求。
砌体轴心受压从加荷开始直到破坏,大致经历以下三 个阶段:
(1)当砌体加载达极限荷载的50%~70%时,单块砖内产 生细小裂缝。
(2)当加载达极限荷载的80%~90%时,砖内有些裂缝连 通起来,沿竖向贯通若干皮砖。
(3)当压力接近极限荷载时,砌体中裂缝迅速扩展和贯 通,将砌体分成若干个小柱体,砌体最终因被压碎或 丧失稳定而破坏。
(二)砌块砌体
砌块砌体可用于定型设计的民用房屋及工业厂房的 墙体。由于砌块重量较大,砌筑时必须采用吊装机具, 因此在确定砌块规格尺寸时,应考虑起吊能力,并应 尽量减少砌块类型。砌块砌体具有自重轻、保温隔 热性能好、施工进度快、经济效果好的特点。目前, 国内使用的砌块高度一般为180~600 mm。

《建筑力学》高版本 教学课件 建筑力学 第十一章 (最终)

《建筑力学》高版本 教学课件 建筑力学 第十一章 (最终)

(a)
(b)
图 11-4
4. 超静定结构的类型 常见的超静定结构的类型有梁、刚架、拱、桁架及组合结构等,如 图11-5 所示。
图 11-5
11.1.2 超静定次数的确定
超静定结构具有多余约束,因而具有相应的多余未知力。通常将多 余约束的数目或多余未知力的数目称为超静定结构的超静定次数 。
超静定结构的超静定次数常采用去掉多余约束的方法来确定。该方 法就是去掉结构中的多余约束,代之以相应的多余未知力,使原结构变 成静定结构,则
由于原结构在支座 B 处与Fx1相应的竖向位移 1等于零,所以,要使 基本结构的受力与原结构完全一致,那么基本结构在荷载 q 和多余未知力
Fx1 共同作用下产生的 B点的竖向位移1也应等于零,这就要求 Fx1具有某 一确定的数值。只有当 Fx1的值能保证 1= 0时,基本结构才能还原成原结 构。所以,超静定结构只有唯一的一组解能同时满足静力平衡条件和变形
协调条件,这就是超静定结构解的唯一性定理。
根据上述 1 =0 的条件基本结构,可列写出求解多余未知力 Fx1 的力法 方程。
设 11和 1P 分别表示基本结构在多余力 Fx1 和载荷 q 单独作用下 B 点沿 Fx1方向的位移,如图11-14b、c 所示,并规定与所设 Fx1正方向相同者为正。 根据叠加原理,则有
量,梁会产生向上弯曲变形,故梁会因温度改变而产生内力。
(a)
(b)
图 11-3
除上述主要特征外,超静定结构还具有整体性强、变形小、受力较为 均匀等特点,因而这种结构在实际工程中被广泛采用。例如,图11-4a 所 示的两跨连续梁较图11-4b 所示的两跨简支梁,在力 F 作用点处的弯矩和 挠度均为小。
解:① 选取力法的基本结构 去掉 C 支座支杆,代之以多余 未知力Fx1,得到如图11-15b 所示基 本结构。 ② 建立力法方程 以建立在 C 点处无竖向位移 (或 沿Fx1方向总位移 1 = 0) 为条件,建 立其力法方程,有

《建筑力学》课件 第十一章

《建筑力学》课件 第十一章
建筑力学
第十一章
静定结构的位移计算
第一节 概述 第二节 刚体虚功原理及应用 第三节 变形体虚功原理及应用 第四节 荷载作用下静定结构的位移计算 第五节 图乘法计算位移
第一节 概述
建筑结构在施工和使用过程中,由于荷载作用、温度变化、支座沉降、 装配误差等因素的影响会发生变形。变形时,结构中各杆件横截面的位置会 发生变动,这种位置的变动称为结构的位移。结构的位移分线位移和角位移 两类。
结构位移计算的方法以刚体虚功原理为理论基础。
第二节 刚体虚功原理及应用
一、刚体虚功原理
当体系在位移过程中,不考虑材料应变,各杆件只发生刚体运动时,
则该体系属于刚体体系。
功是代数量,当力与位移的方向相同时,功为正值;当力与位移的方
向相反时,功为负值;当功与位移相互垂直时,功为零。做功的力可以是
一个集中力,也可以是一个力偶,有时也可能是一个力系。用一个统一的
刚片DBC可以绕铰支座B做自由转动,D位移到D1,C位移到C1;因 为AD刚片与DBC刚片是用两个平行于杆轴的链杆相连,位移后AD2仍应 与D1BC1平行,点A因有竖向支杆竖向位移为零,故得到一虚设的可能位 移状态,如下图所示。令上图所示的平衡力系在下图的虚位移上做虚功,
得虚功方程如下: FX X FF 0
q
FQC
2l
q (b a) 2
2.虚设一平衡力系,求静定结构的位移——虚力原理即单位荷载法
上图为一伸臂梁,支座 A 向下移动距离为 c1,现在拟求点
C 竖向位移 。
上图中位移状态是给定的,为了 应用虚功原理,应该虚设一平衡力 系。为了能在点C竖向位移上做虚 功,即与拟求的点C竖向位移对应, 在点C加一竖向力F,则支座A的反 力为Fb/a。F与相应的支座反力组成 一平衡力系,如下图所示,这是一 个虚设的力系状态。

建筑力学第十一章静定结构的内力分析ppt课件

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11.1.1 结 构 计 算 简 图
11.1 概述
2)杆件的简化
在计算简图中,用轴线表示杆件,忽略截面形状 和尺寸。
11.1.1 结 构 计 算 简 图
11.1 概述
3)节点的简化
铰结点
杆件连接汇交点叫结点。
铰结点的特征是汇交于结点的各杆可绕结点自由转
动,但不能相对移动,铰结点能传递力不能传递力偶,不 能产生杆端弯矩,只能产生杆端轴力和剪力。
建筑力学
第11章 静定结构的内力分析
11.1 概述 11.2 多跨静定梁 11.3 静定平面刚架 11.4 三铰拱
第11章 静定结构的内力分析
11.5 静定平面桁架 11.6 组合结构的计算 11.7 静定结构的一般特性
第11章 静定结构的内力分析
学习目标 (1)熟悉各种静定结构对应的内力。 (2)掌握多跨静定梁、刚架、拱、桁架及组合结构的内力分析方法
F NK F S 0K sin KH coKs
轴力的符号规定以压力为正.
K 在图示坐标系中左半拱取
正,右半拱取负。
11.4.2 三 铰 拱 支 座 反 力 和 内 力
11.4 三铰拱
3.三铰拱的受力特征
与相应的简支梁相比,三铰拱与梁竖向 反力相等,且与拱轴形状和拱高无关, 只取决于荷载的大小和位置。 在竖向荷载作用下,梁无水平推力,而 拱有水平推力,且水平推力与拱高成反 比。 拱的截面弯矩比简支梁小,故拱的截面 尺寸可比简支梁的小,所以说拱比简支 梁更经济实惠,能跨越更大跨度。
平 面
以绘在杆件的任一侧,但必须注明正负号。

杆端内力的两个角标:第一个表示内力所属截面, 架
第二个表示该截面所属杆的另一端.
的 内

建筑力学第十一章

建筑力学第十一章
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第二节 圆轴扭转时横截面上的内力
• 设G 点至横截面圆心的距离为ρ,由图11-13(a)所示的几何关系得 式(11-7).
• 式(11-7)中dφ/dx 为扭转角沿杆长的变化率,对于给定的横截面是 个常量,因此,式(11-7)表明切应变γρ 与ρ 成正比,即切应变沿半径按 直线规律变化.
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第二节 圆轴扭转时横截面上的内力
• 三、圆轴扭转时横截面上的切应力 • 在小变形条件下,圆轴扭转时横截面上也只有切应力.为求得圆轴扭转
时横截面上的切应力计算公式,先观察其变形,从几何方面和物理方面 求得切应力在横截面上的变化规律,再结合静力学知识求解. • (一)几何方面 • 为研究横截面上任一点处切应变随点的位置而变化的规律,如图1-1 2(a)所示,在圆轴表面上作出任意两个相邻的圆周线和纵向线.当轴的 两端施加一对矩为Me 的外力偶后,可以发现:两圆周线绕轴线相对旋 转了一个角度,圆周线的大小和形状均未改变;在小变形情况下,圆周线 的间距未发生变化,纵向线如图11-12(b)所示,倾斜了一度γ.根
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第二节 圆轴扭转时横截面上的内力
• 单元体处于平衡状态,由平衡条件ΣFy = 0可知,单元体左、右两侧面 上的内力元素τxdydz 为大小相等、指向相反的一对力,并组成一个力 偶,其矩为(τxdydz)dx.为了满足另两个平衡条件ΣFx =0和ΣMz =0, 在单元体的上、下两个平面(即杆的径向截面上)必有大小相等、指向 相反的一对力τydxdz,并组成力偶矩(τydxdz)dy,即
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第二节 圆轴扭转时横截面上的内力
• 式(11-13)即圆轴扭转时横截面上任一点处切应力的计算公式. • 由式(11-13)及图11-13(b)可知,当ρ 等于横截面半径r 时,即横
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计算题( 第十一章 )
11.1 用图乘法求图示悬臂梁C截面的竖向位移∆cv和转角θc, EI为常数.
题图11.1 题图11.2
11.2用图乘法求图示外伸梁C截面的竖向位移∆cv和B截面的转角θB, EI为常数.
11.3用图乘法求图示刚架C截面的水平位移∆CH和转角位移θc,已知E=2.1×105MPa, I=2.4×108mm4
题图11.3 题图11.4
11.4 用图乘法求图示刚架C截面的竖向位移∆cv和B截面的水平位移∆BH,已知各杆EI为常数.
11.5用图乘法求图示刚架铰C截面的竖向位移∆cv和转角θc, EI为常数.
题图11.5 题图11.6
11.6 用图乘法求图示刚架B 截面的水平位移∆BH 和A 截面的转角θA,各杆EI 为常数.
11.7 简支梁用No22a 号工字刚制成,已知=4KN,q=1.5KN/m,l=8m,E=200GPa,4001]l
f [= 校核梁的刚度?
题图11.7 题图11.8
11.8 图示桁架中,其支座B 有竖向沉陷C,试求BC 杆的转角
BC ϕ.
11.9 图示刚架中,其支座B 有竖向沉陷b , 试求C 点的水平位移
CH ∆
题图11.9 题图11.10
11.10 求图示桁架结点C的水平位移 CH,设各杆,EA相等.
11.11图示桁架各杆截面均为A=20cm2,E=2.1x104KN/cm2,P=40KN,d=2m,
试求:(a)C点的竖向位移(b)角ADC的改变(c)已知桁架的最大挠度为[f]=0.5cm,该校核桁架的刚度
题图11.11
11.12用积分法求图示悬臂梁A端的竖向位移
V
A
∆和转角
A
ϕ
(忽略剪切变形的影响)。

题图11.12
11.13试用积分法求图示刚架的B点水平位移
H
B
∆。

已知各杆EI=常数。

题图11.13 题图11.14
11.14图示桁架,各杆EA =常数。

求C 点的水平位移H C ∆。

11.15 求所示桁架D 点的竖向位移V D ∆和水平位移H
D ∆。

已知各杆EA =常数。

题图11.15
11.16 用图乘法计算题11.12、11.13。

11.17 用图乘法,求下列结构中B 处的转角B ϕ和C 点的竖向位移V C ∆。

EI=常数。

题图11.17 11.18 用图乘法计算下列各题
题图11.18
11.19 图示刚架,各杆EI =常数。

试求D 点的水平位移H D ∆。

题图11.19 题图11.20
11.20 图示梁支座B 下移1∆。

求截面E 的竖向位移V E ∆。

部分参考答案 11.1 ∆cv=EI Fl 4853( ) θC =EI Fl 832
(顺时针)
11.2 ∆cv =EI l 4854q( ) θB =EI l 83q(顺时针) 11.3 ∆c H =8.93mm( ) θc=3.25×10-2rad(顺时针) 11.4 ∆cv=EI 4
.12( ) ∆BH =EI 3200
( )
11.5 θc-c=EI ql 243
11.6 ∆BH =EI 1188
( ) θA =EI 216
(顺时针)
11.7 38.4331
=l f <[l f
]=4001
11.8 ϕBC =a c
2(顺时针)
11.9 ∆CH =l Hb
( )
11.10 ∆c H =3.828EA Pa
( )
11.11 (a) ∆cv=0.352cm( ) (b)5.156×10-4rad(增大) (c)刚度条件满足。

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