结构分析方法1
结构分析法
因素分析法
因素分析法（Factor Analysis Approach）
1什么是因素分析法？
2因素分析法的方法
3运用因素分析法的一般程序
4采用因素分析法时注意的问题
什么是因素分析法？
因素分析法是依据分析指标与其影响因素的关系，从数量上确定各因素对分析指标影响方向和影响程度的一种方法。因素分析法既可以全面分析各因素对某一经济指标的影响，又可以单独分析某个因素对经济指标的影响，在财务分析中应用颇为广泛。
A因素变动的影响：（Ao-As）×Bs×Cs；
B因素变动的影响；Ao×（Bo-Bs）×Cs；
C因素变动的影响：Ao×Bo×（Co-Cs）。
最后，可以将以上三大因素各自的影响数相加就应该等于总差异Po-Ps。
差额分析法
它是连环替代法的一种简化形式，是利用各个因素的比较值与基准值之间的差额，来计算各因素对分析指标的影响。
基本内容与分析模式
结构－功能主义试图通过剖析政治结构和政治功能揭示政治系统运转的规律。它有4个基本假设:
①政治结构的普通性，所有政治系统都拥有履行相同功能的同样结构。②政治功能的普通性，正式或非正式的政治结构都具有政治功能。③政治结构的多功能性，所有政治结构的功能都是多方面的。④政治结构的根本功能是维持政治系统的生存。
结构－功能主义（结构－功能分析法）
2008-11-08 18:21
西方政治学理论及政治学研究方法之一。它集中研究政治系统履行的功能以及实行功能的结构，为分析政治系统提供了一个框架，强调分析每一特定系统中结构和功能的相互关系。
产生与发展结构－功能主义源于生物学中的有机体论。20世纪初人类学家A.R.拉德克利夫-布朗和B.K.马林诺夫斯基率先将结构功能的概念和方法引入社会科学，T.帕森斯、R.K.默顿等社会学家进一步发展了这一方法，并将其应用于社会学的分析。1960年美国政治学家G.A.阿尔蒙德在《发展中地区的政治》一书中首次将这种研究方法运用于政治学。此后，经过他和F.W.雷格斯、D.阿普特、W.米歇尔等政治学家的努力,结构-功能主义于60年代中期开始成为西方政治学中风靡一时的分析方法之一。
探索土木工程中的结构分析方法
探索土木工程中的结构分析方法提要：土木工程是一门关于设计、建造和维护基础设施的学科，其中结构分析是其中重要的一部分。
本文将探索土木工程中常用的结构分析方法，包括有限元分析、结构振动分析和结构可靠性分析。
这些方法能够帮助工程师评估和改进建筑物和桥梁等结构的性能和可靠性。
一、有限元分析有限元分析是土木工程中最常用的结构分析方法之一。
它通过把结构划分为有限数量的单元，然后利用数学模型来计算每个单元的应力和应变。
这些单元的力学行为可以用微分方程和矩阵运算表示。
有限元分析可以帮助工程师了解结构在不同载荷下的行为及其强度。
此外，有限元分析还可以进行结构优化，并提供改进设计的指导。
二、结构振动分析结构振动分析是研究结构在外部激励下的振动响应的方法。
土木工程中的结构通常会受到地震、风力和交通等外部激励的影响，因此对结构的振动特性进行分析十分重要。
结构振动分析可以帮助工程师判断结构的自然频率、共振情况以及其对外界激励的响应。
这些信息对于设计抗震性能良好的建筑和桥梁至关重要。
三、结构可靠性分析结构可靠性分析是评估结构在服役期内的可靠性和安全性的方法。
土木工程中的结构一般会处于不断变化的环境条件下，如荷载、温度和湿度等。
通过结构可靠性分析，工程师可以计算出结构在特定使用寿命内的可靠性水平，并评估所需的维护和修复工作。
这有助于确保结构在使用过程中不会发生失效或损坏，保证人们的生命和财产安全。
结论：在土木工程中，结构分析方法的应用至关重要。
有限元分析能够帮助工程师理解和优化结构的力学行为。
结构振动分析则可以帮助工程师预测结构的振动响应，设计安全的建筑和桥梁。
最后，结构可靠性分析可评估结构的使用寿命内的安全性，确保其可靠运行。
这些结构分析方法的应用，可以提高土木工程的设计质量和工程安全水平。
参考文献：[1] Betti M., Lucchesi M. Structural analysis and design in civil engineering [J]. Physics Reports, 2014, 540(1): 1-87.[2] 建筑结构高级试验与分析教育部工程研究中心. 房屋结构工程试验分析报告[M]. 中国建筑工业出版社, 2019.。
建筑工程中的结构分析方法
建筑工程中的结构分析方法建筑工程是一个复杂而庞大的系统，而结构分析则是保证建筑物稳定性和安全性的关键。
在建筑工程中，结构分析方法起着至关重要的作用，它能够准确评估建筑物的结构性能，帮助工程师设计出更安全、更可靠的建筑结构。
本文将介绍几种常用的结构分析方法，包括有限元分析、框架分析和刚度矩阵法。
有限元分析是一种被广泛应用于结构分析的数值计算方法。
它将建筑结构划分为许多小的单元，通过对每个单元进行力学分析并最终得到整个结构的力学性能。
有限元分析具有高精度、高灵活性和适用范围广等优点，因此在建筑工程中得到广泛应用。
通过有限元分析，工程师可以准确预测建筑结构在承受载荷时的应力分布、变形情况，从而判断结构的稳定性和安全性。
框架分析是一种简化模型的结构分析方法。
它将建筑结构简化为一系列由直线杆件组成的框架，通过对框架的力学分析来评估整个结构的稳定性。
框架分析在建筑工程中应用广泛，特别适用于简单的结构，如平房、小型桥梁等。
通过框架分析，工程师能够快速、简便地评估建筑物在不同载荷下的变形和应力情况，为结构设计提供指导。
刚度矩阵法是一种基于刚度矩阵计算的结构分析方法。
它将建筑结构表示为由节点和单元组成的网络，通过计算每个节点和单元的刚度矩阵，最终得到整个结构的刚度矩阵。
刚度矩阵法具有较高的精度和稳定性，适用于复杂的结构分析。
通过刚度矩阵法，工程师可以准确计算建筑结构在不同载荷下的位移、应力等重要参数，为结构的设计和优化提供基础。
除了上述提到的方法，结构分析中还有许多其他有效的技术，如位移法、弹性稳定性分析等。
这些方法在不同的应用场景中发挥着重要的作用，通过综合运用这些方法，工程师能够更全面地评估建筑结构的性能，确保其安全可靠。
综上所述，建筑工程中的结构分析方法是确保建筑物稳定性和安全性的关键。
有限元分析、框架分析和刚度矩阵法等方法在实际工程中得到广泛应用，并通过各自的特点和优势为工程师提供了准确、可靠的结构性能评估手段。
解读建筑设计中的结构分析方法
解读建筑设计中的结构分析方法建筑设计中的结构分析方法解读在建筑设计中，结构分析是至关重要的一个环节。
它涉及到对建筑物的整体结构进行全面、细致的分析，以确保建筑物的安全性和稳定性。
本文将为您解读建筑设计中的结构分析方法。
一、结构分析的目的结构分析的目的是为了确定建筑物的结构在各种外力和内力作用下的响应，以及结构的承载能力和稳定性。
通过结构分析，可以有效地预测和控制结构的安全性能，以满足建筑规范和设计要求。
二、结构分析的基本方法1. 有限元法有限元法是一种数值分析方法，它将复杂的结构分解为若干个简单的子结构，并对每个子结构进行单独的分析。
这种方法可以处理复杂的几何形状和边界条件，并能够考虑各种非线性因素，因此在建筑结构分析中广泛应用。
2. 有限差分法有限差分法也是一种数值分析方法，它通过离散化的方式将连续的物理场转换为离散的网格系统。
这种方法可以模拟各种复杂的物理现象，如地震波的传播、结构的振动等。
3. 离散元法离散元法是一种模拟颗粒物质行为的数值方法。
在建筑设计中，离散元法可以用于模拟混凝土、土体等颗粒物质的行为，预测结构的整体稳定性，以及结构的破坏模式。
三、结构分析的具体步骤1. 建立模型首先，需要对建筑物的整体结构和设计要求进行详细的分析和理解，并在此基础上建立相应的数学模型。
模型的建立需要考虑结构的几何形状、材料属性、边界条件等因素。
2. 加载和分析在模型建立完成后，需要对模型进行加载和分析。
加载包括施加各种外力和内力，如重力、风载、地震作用等。
分析则包括对结构的响应、承载能力和稳定性进行计算和评估。
3. 结果评估和优化根据分析结果，需要对建筑物的结构进行评估和优化。
评估包括对结构的强度、刚度和稳定性进行评估，以确保结构的安全性能。
优化则包括对结构的几何形状、材料分布等进行优化，以提高结构的经济性和效率。
总之，结构分析是建筑设计中的重要环节，它涉及到对建筑物的整体结构和性能进行全面、细致的分析和评估。
结构化分析方法
结构化分析方法
结构化分析方法是一种用来分析和处理复杂问题的方法论。
它的目标是将问题分解为更小、更易处理的部分，从而更好地理解问题的本质和结构。
以下是结构化分析方法的一些基本原则和步骤。
1. 定义问题：首先要明确问题的范围和目标，确保大家对问题的理解一致。
2. 收集数据：通过收集相关的数据和信息，了解问题的背景和现状，获取必要的基础知识。
3. 分解问题：将问题分解为更小的子问题，以便更好地理解和解决。
可以使用流程图、树状图或其他适当的图表工具来展示问题的结构和关系。
4. 分析关系：分析每个子问题之间的关系和相互作用，确定它们在整体问题中的作用和重要性。
可以使用因果图或鱼骨图等工具来帮助分析。
5. 制定解决方案：根据对问题的分析，提出切实可行的解决方案。
可以利用决策矩阵或决策树等方法来评估和选择最佳方案。
6. 实施方案：将确定的解决方案付诸实施，监督和管理整个过程。
7. 评估结果：评估解决方案的效果和成果，进行必要的修正和
改进。
可以使用评估指标和反馈机制来监测和评价结果。
通过以上步骤，结构化分析方法可以帮助人们更系统地理解和解决复杂问题，使得分析过程更清晰、更有条理。
它可以应用于各种领域和行业，如工程、信息技术、管理和决策等，为问题解决提供有效的方法和工具。
化学结构分析方法
化学结构分析方法化学结构分析是研究化合物的组成及其结构的一种方法。
通过对化合物进行分析，可以了解其分子组成、元素比例、原子结构等信息，从而揭示其物理性质和化学性质。
本文将介绍几种常用的化学结构分析方法。
一、光谱学分析方法光谱学是一种通过测量物质与电磁辐射之间的相互作用来分析物质结构的方法。
其中，红外光谱和质谱是最常用的光谱学分析方法之一。
1. 红外光谱：红外光谱通过测量物质在红外辐射下吸收或散射的光的强度，研究物质的分子振动和转动状态。
通过红外光谱可以确定化合物中的官能团和分子结构。
2. 质谱：质谱是通过测量物质中离子的质荷比来分析化合物的结构的方法。
质谱可以提供化合物的分子量、分子组成和分子片段等信息，从而揭示其化学结构。
二、色谱分析方法色谱分析是一种通过物质在固定相和流动相之间的分配行为进行分离和分析的方法。
常用的色谱分析方法包括气相色谱和液相色谱。
1. 气相色谱：气相色谱是利用物质在固定相和气相之间的分配行为进行分离的方法。
气相色谱可以用于分析挥发性化合物和气体混合物，具有分离能力强、分析速度快的特点。
2. 液相色谱：液相色谱是利用物质在固定相和液相之间的分配行为进行分离的方法。
液相色谱可以用于分析非挥发性的化合物，对极性化合物和生物分子的分离效果更好。
三、核磁共振分析方法核磁共振是通过测量核自旋之间的相互作用来分析物质结构的方法。
核磁共振分析可以提供化合物的核数、化学位移、无规矩回旋等信息，从而揭示化合物的分子结构。
以上介绍了几种常用的化学结构分析方法，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
在实际应用中，研究人员可以根据需要选择合适的方法来分析化合物的结构，从而深入了解其物理性质和化学性质。
总结起来，光谱学分析方法、色谱分析方法和核磁共振分析方法是化学结构分析中常用的手段。
它们通过测量物质与电磁辐射或其他相互作用的方式，揭示了化合物的分子组成和结构信息。
这些方法在理论研究、药物研发、环境监测等领域都具有重要的应用价值。
结构分析方法
x= ~ ~ ve = ? → k = 4π 2 c 2 ve µ
~ ~ v2 = 2ν e (1 − 3x) = 5668.0cm −1
极性分子振－转光谱的选率为： 极性分子振－转光谱的选率为：
∆v = ±1,±2,±3,...; ∆J = ±1
6.1.3 多原子分子的振动光谱 • 简正振动数目：对于含 个原子的分子，其自由度有 个， 简正振动数目：对于含n个原子的分子 其自由度有3n个 个原子的分子， 除去3个平动 非量子化）、 个平动（ ）、3个 非线性） 除去 个平动（非量子化）、 个（非线性）或2个（线性） 个 线性） 转动， 个简正振动， 转动，有3n-6/3n-5 个简正振动， • 即有 即有3n-6/3n-5 条基本谱带。其振动的对称类型此可通过特 条基本谱带。 征标与分子点群求出。 征标与分子点群求出。 • 简正振动类型： 简正振动类型： 伸缩振动：键长变化而键角不变； 伸缩振动：键长变化而键角不变； 弯曲振动： 弯曲振动：键长不变而键角改变 实际上分子内振动都可以表示为这两类简正振动的叠加。 实际上分子内振动都可以表示为这两类简正振动的叠加。 • 一般地伸缩振动的频率要大于弯曲振动的频率。 一般地伸缩振动的频率要大于弯曲振动的频率。 • 每个红外活性的简正振动都有一个特征频率。 每个红外活性的简正振动都有一个特征频率。 • 相同的化学键或官能团由于其所处的化学环境不同，其特 相同的化学键或官能团由于其所处的化学环境不同， 征频率有所变化。 征频率有所变化。
6.1.1 双原子分子的转动光谱 • 模型：刚性转子 模型： • 折合质量 µ 1m2/(m1+m2) µ=m • 转动惯量 I=m1r12+m2r22=[m1m2/(m1+m2)]r2=µr2 µ • 薛定谔方程 1 ˆ 2 M ϕ r = E rϕ r
建筑设计中结构分析的使用技巧
建筑设计中结构分析的使用技巧在建筑设计中，结构分析是一个非常重要的流程。
结构分析的目的是通过对建筑物的结构系统进行计算和模拟，以确保建筑物具有足够的稳定性、可靠性和安全性。
在实践中，结构分析不仅关乎整个建筑的结构，也与建筑的功能、美学和可持续性密切相关。
因此，掌握结构分析的使用技巧对于建筑设计师来说至关重要。
下面，将介绍几种在建筑设计中使用结构分析的常见技巧和方法。
1. 确定适当的结构形式在建筑设计中，选择适当的结构形式是一个至关重要的决策。
不同的结构形式，如框架结构、悬索结构、拱形结构等，具有不同的特点和适用性。
在开始结构分析之前，建筑设计师需要仔细研究和评估不同结构形式的优缺点，并根据建筑的要求和约束条件选择最合适的结构形式。
2. 分析和评估结构的受力情况在建筑设计中，准确地分析和评估结构的受力情况是确保建筑物稳定性和安全性的关键。
结构分析可以通过数学建模和计算机模拟来实现。
建筑设计师需要了解力学原理，并使用结构分析软件进行受力分析和模拟。
通过对结构受力的定量分析，设计师可以识别潜在的结构问题，并采取相应的措施来加强结构，以防止可能的倒塌或损坏。
3. 考虑荷载和地震力的作用在结构分析中，考虑荷载和地震力的作用是至关重要的。
建筑物将承受各种荷载，如自重、人员荷载、风荷载和雪荷载等。
此外，在地震活动区域，还需要考虑地震力的作用。
因此，建筑设计师需要根据建筑的特点和当地的设计规范，合理地确定和分配荷载，并使用结构分析软件进行合理、准确的受力分析。
4. 优化结构设计通过结构分析，建筑设计师可以评估不同结构方案的可行性和性能，进而优化结构设计。
通过反复的分析和模拟，可以确定最佳的结构配置和尺寸。
优化结构设计还可以通过调整材料的使用、减少构件的数量和调整构件之间的连接方式来实现。
通过使用结构分析软件，建筑设计师可以更好地理解结构的行为和响应，以及不同设计决策对结构性能的影响，从而做出合理的选择。
5. 考虑可持续性在当今建筑设计中，可持续性是一个非常重要的考虑因素。
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1.1.5 单跨静定梁受力分析
1.单跨梁支反力
2.截面法求指定截面内力 3.作内力图的基本方法 4.弯矩,剪力,荷载集度之间的微分关系 5.叠加法作弯矩图
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1.1.5 单跨静定梁受力分析
1.单跨梁支反力
例.求图示梁支反力
X A P
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一、单体刚架
例题1 悬臂式单体刚架
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一、单体刚架
例题1 悬臂式单体刚架
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例题2：试作图示刚架的内力图
FBx
FAy
FBy
只有两杆汇交的刚结点，若结 点上无外力偶作用，则两杆端 弯矩必大小相等，且同侧受拉。
纵坐标—垂直于与杆轴线的坐标表示内力的值（竖标） 基本方法：写内力方程，x表示任意截面位置，由截面 法写出内力与x之间的函数关系 例：均布荷载作用下的简支梁 M (x) =qx2 /2 简易法：利用微分关系（校核内力图）
内力图的绘制方法
11
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4.内力图绘制方法
1.结构分析方法
1.1 静定结构受力分析 1.2 超静定结构受力分析
6
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1.1 静定结构受力分析
静定结构的特点：
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
7
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ql2 / 2
Q=0的截面为抛 物线的顶点.
ql2 / 2
ql
M图
Q图
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例: 作内力图
ql2 / 2
M图
Q图
26
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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.
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5.叠加法的应用
注意:
是竖标相加,不是 图形的简单拼合。
叠加法作弯矩图
小变形情况下，复杂荷载引起的内力， 可由简单荷载引起的内力叠加得到。
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1.1.2 应熟记常用单跨梁的内力图
FP a FP
A
ql2 2 A
a
b
B
l
q
B
l
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A
D C
简支刚架
B
三铰刚架
D
E
刚架--具有刚结点的由 直杆组成的结构。
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刚结点处的 变形特点
保持角度不变
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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。
做法:拆成单个杆,求出杆两端的弯矩,按 与单跨梁相同的方法画弯矩图.
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
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例: 作内力图
M图 铰支端无外力偶 则该截面无弯矩.
Q图
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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.
内力图
弯矩图--习惯绘在杆件受拉的一侧，不需标正负号 轴力和剪力图--可绘在杆件的任一侧，但需标明正负号
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1.1.4 静定结构的内力分析方法
（1）基本原则：循着结构组成的相反顺序，逐 步应用平衡方程。 （2）基本思路：首先定性分析是否可能使问题 简化，然后确定反力, 并根据所要解决的问题, 选取合适的结点或结构部分作为平衡对象──隔 离体（insulator），最后由平衡条件求得问题 的解答。 （3）基本方法：应用截面法（包括截取结点）， 也即切取隔离体，列平衡方程求未知力。
2
22
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4.弯矩,剪力,荷载集度之间的微分关系
q
A B
M ( x) qdx
N ( x)
M dM
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
结构分析与设计
主讲 范 涛
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绪论
分析实际结构，需利用力学知识、工程结 构知识和实践经验。 首先要经过科学的抽象，并根据实际受力、 变形规律等主要因素，对结构进行合理的 简化。这一过程称为力学建模（mechanics modeling)，经简化后用于分析计算的模型， 称为结构的计算简图（structural computer diagram)。
40
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40
80
D 30
FNDE FNED
E
30
FNDC
FNEB
FQ
30 kN
FN
40 kN
80 kN
41
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二、三铰刚架
例3、试作图示三铰刚架的内力图
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二、三铰刚架
例3、试作图示三铰刚架的内力图
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桩或墙
b c b a b c
4
入土较深可简化为固定端
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绪论
工程实例3
A
——多支点桩墙支护结构
A B A B C A B C
D
各施工阶段的计算简图
假设土压力强度用q表示，按连续梁：
最大支座弯矩: （三跨以上）
M
ql 2 10
最大跨中弯矩:
ql 2 M 20
5
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F
A a Fab l B b
l
q
A
ql2 8 l
B
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a m l m A a l b m l b B
m l
m l
16
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1.1.3 结构力学内力符号的规定
内力符号的规定：
（1）轴力和剪力的正负号规定与材料力学一样，即 轴力拉为正，剪力使截面顺时针转到为正。 （2）结构力学弯矩图必须画在杆件纤维受拉的一侧， 弯矩图不标正负。
N N ( x) 轴力方程式 B 解: FAx 0, FAy ql / 2(),
FBy
F Ax
l
FAy
F
FBy ql / 2()
x
0, N ( x) 0
M Q
1 ql 2
1 Fy 0, Q( x) 2 ql qx 1 2 ql 1 x 8 M 0, M ( x) qlx qx 1 2 2 ql
M图
Q图
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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 力偶
30
Q图
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练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
31
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练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
集中力 梁上 无外力 均布力作用 集中力作用 偶M作 铰处 (q向下) 情况 处(FP向下) 用处 斜直 剪力图 水平线 线( ) 为 零 处 有突 变 (突 变值= FP) 如 变 号 无 影 响
无变化
一般 抛物 弯矩图 为斜 线( 直线 下凸)
有 极 值
有尖 角 (向 下）
有 极 值
有突变 （突变 为零 值=M）
例:求跨中截面内力
q
A B
C
FBy ql / 2()
F Ax
l
FAy
FBy
F 0, N 0 F 0, Q 0 M 0, M ql
x C y C c C
/8 (下侧受拉)
21
2
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3.作内力图的基本方法
例:作图示梁内力图
q
A
内力方程式: M M ( x) 弯矩方程式 Q Q( x) 剪力方程式
1.1.1 材料力学内容回顾
1.内力符号规定
轴力FN ——拉力为正 剪力FQ ——绕隔离体顺时针方向转动者为正
弯矩M ——使梁的下侧纤维受拉者为正 M
FN dx dx M+dM FN+d FN FQ+dFQ
8
FQ
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2.求内力的方法——截面法
M A ql 2 / 2 M
FP
M FN
q dx dx
M+dM FN+d FN
FQ
FQ+dFQ
dFQ dFN dM FQ , q( x ) , p( x ) dx dx dx