静定结构的内力计算教程

静定结构的内力计算教程目录CONTENTS结构力学基本概念与分类静定梁内力计算方法静定刚架内力计算方法静定拱内力计算方法静定桁架内力计算方法静定结构内力计算注意事项与技巧01结构力学基本概念与分类静定结构定义静定结构是指在外力作用下，其反力和内力都可以用静力学平衡条件唯一确定的结构。静定结构特点静定结构的反力和内力与结构的材料性质和截面尺寸无关，只与结构的几何形状、约束方式和所受外力有关。当静定结构上的荷载发生变化时，其内力将随之变化，但各截面上的应力分布不会改变。静定结构定义及特点结构力学中基本概念结构中连接两个或两个以上构件的部分，通常用于传递力和弯矩。结构中的基本受力构件，可以是直杆、曲杆或折线杆等。对结构构件的位移和转动进行限制的条件，如铰接、刚接、固定端等。作用在结构上的外力，包括集中力、分布力、力矩等。节点杆件约束荷载梁刚架拱桁架静定结构分类及应用主要承受弯矩和剪力的静定结构，广泛应用于桥梁、建筑等工程中。主要承受压力作用的静定结构，具有良好的受力性能和美学效果，常用于桥梁、隧道等工程中。由直杆组成的具有刚性连接的静定结构，常用于厂房、仓库等建筑结构中。由杆件组成的静定结构，各杆件主要承受轴力作用，常用于大跨度屋盖结构中。内力计算目的和意义通过内力计算，可以确定结构在荷载作用下的反力和内力分布，为结构设计和优化提供依据。目的内力计算是结构力学分析的基础，对于保证结构的安全性和经济性具有重要意义。通过内力计算，可以评估结构的承载能力、稳定性和变形性能，为结构设计和施工提供指导。同时，内力计算也有助于发现结构中的薄弱环节和潜在问题，为结构加固和优化提供参考。意义02静定梁内力计算方法将实际结构简化为计算简图，确定荷载类型、大小和作用位置。确定计算简图根据静力平衡条件，列出梁在竖向和水平方向的平衡方程。列平衡方程通过平衡方程求解支座反力。求解反力根据反力和荷载情况，绘制弯矩图、剪力图和轴力图。绘制内力图简支梁内力计算将外伸部分作为悬臂梁处理，确定荷载类型、大小和作用位置。确定计算简图列平衡方程求解反力绘制内力图根据静力平衡条件，列出梁在竖向和水平方向的平衡方程，同时考虑外伸部分的影响。通过平衡方程求解支座反力和外伸部分的反力。根据反力和荷载情况，绘制弯矩图、剪力图和轴力图，特别注意外伸部分的内力变化。外伸梁内力计算将多跨连续梁简化为多个单跨梁的组合，确定荷载类型、大小和作用位置。确定计算简图根据静力平衡条件，列出每个单跨梁在竖向和水平方向的平衡方程。列平衡方程通过平衡方程求解每个支座的反力。求解反力根据反力和荷载情况，分段绘制每个单跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并考虑相邻跨的影响。绘制内力图多跨连续梁内力计算将悬臂梁简化为一个固定端和一个自由端的结构，确定荷载类型、大小和作用位置。确定计算简图通过平衡方程求解固定端的反力。求解反力根据静力平衡条件，列出梁在竖向和水平方向的平衡方程，同时考虑固定端的约束条件。列平衡方程根据反力和荷载情况，绘制弯矩图、剪力图和轴力图，特别注意固定端附近的内力变化。绘制内力图01030204悬臂梁内力计算03静定刚架内力计算方法由直杆组成，具有刚结点，在外力作用下变形较小。刚架结构特点根据材料、截面形状、结点约束条件等可分为不同类型，如钢筋混凝土刚架、钢刚架等。刚架结构分类刚架结构特点及分类通过截取刚架上的一部分为研究对象，利用平衡条件求解其内力。截面法基本原理截面法步骤截面法注意事项确定研究对象，画受力图，列平衡方程，求解内力。需考虑截面上的轴力、剪力和弯矩，注意正负号规定。030201用截面法求刚架内力

叠加法求刚架内力叠加法基本原理利用线性叠加原理，将复杂荷载作用下的内力计算分解为若干简单荷载作用下的内力计算，再叠加得到总内力。叠加法步骤将复杂荷载分解为若干简单荷载，分别计算各简单荷载作用下的内力，叠加得到总内力。叠加法适用范围适用于线性弹性范围内的刚架内力计算。实例一简单刚架在集中荷载作用下的内力计算。通过截面法和叠加法求解刚架各杆件的内力，并绘制内力图。实例二复杂刚架在多种荷载作用下的内力计算。分析刚架的受力特点，选择合适的计算方法（如截面法、叠加法等）求解各杆件的内力，并绘制内力图。通过实例分析，掌握刚架内力计算的方法和技巧。刚架内力计算实例分析04静定拱内力计算方法主要承受压力，具有较好的稳定性和承载能力；形态优美，常用于桥梁和建筑设计中。根据材料可分为石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥等；根据形态可分为圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱等。拱结构特点及分类拱结构分类拱结构特点根据实际工程需求和受力特点选择合适的拱轴线形式，以保证拱结构受力合理且经济。拱轴线选择指拱在各种荷载作用下，能使拱截面内只产生轴力而无弯矩和剪力的拱轴线。合理拱轴线概念拱轴线选择与合理拱轴线概念三铰拱内力计算计算方法采用力法或位移法进行计算；根据结构力学原理，列出拱的平衡方程和变形协调方程进行求解。计算步骤确定荷载及支座反力；计算各控制截面的内力值；绘制内力图。VS采用弹性中心法或共轭梁法进行计算；将实际拱结构简化为等效梁模型进行求解。计算步骤确定荷载及支座条件；计算等效梁的内力；根据等效梁与实拱的对应关系，求得实拱的内力。计算方法抛物线无铰拱内力计算05静定桁架内力计算方法桁架结构特点桁架由直杆组成，各杆件主要承受轴向拉力或压力，结构自重轻，跨度大，能充分利用材料强度。桁架分类根据几何形状，桁架可分为三角形桁架、梯形桁架、多边形桁架等；根据受力特点，桁架可分为简单桁架、联合桁架和复杂桁架。桁架结构特点及分类通过截取结点为研究对象，利用平衡条件求解未知力。结点法基本原理确定计算简图，选择研究对象，列平衡方程，求解未知力。结点法求解步骤适用于结点数目不多，未知力数目较少的简单桁架。结点法适用条件结点法求桁架内力截面法基本原理通过截取杆件或结点为研究对象，利用平衡条件求解未知力。截面法求解步骤确定计算简图，选择研究对象，列平衡方程，求解未知力。截面法适用条件适用于需要求解多个未知力，且结点数目较多的复杂桁架。截面法求桁架内力结合结点法和截面法的优点，灵活选择研究对象和列平衡方程的方式，求解未知力。联合法基本原理根据桁架特点选择结点或截面为研究对象，列平衡方程，求解未知力。联合法求解步骤适用于各种类型的桁架，特别是复杂桁架和联合桁架。联合法适用条件联合法求桁架内力06静定结构内力计算注意事项与技巧03弯矩、剪力和轴力图绘制根据结构受力特点，分别绘制弯矩图、剪力图和轴力图。01确定支反力首先需要通过静力平衡条件求出支反力。02分段叠加法将结构分段，分别计算每段的内力，再叠加得到整体内力图。内力图绘制要点使梁的下部纤维受拉为正弯矩，上部纤维受拉为负弯矩。弯矩正负号规定使梁段有顺时针转动趋势的剪力为正，反之为负。剪力正负号规定拉为正，压为负。轴力正负号规定内力正负号规定及判断方法考虑几何非线性影响对于大位移、大转动问题，需要考虑几何非线性对内力的影响。弹性稳定与塑性变形区分在计算内力时，需要区分弹性稳定和塑性变形阶段，采用不同的计算方法和模型。结构位移会引起内力重分布当结构发生位移时，原有平衡状态被打破，需要重新建立平衡，导致内力重分布。结构位移对内力影响考虑提高内力计算效率和准确性技巧熟练掌握静力平衡条件注意细节和精度控制选择合适的计算方法和模型利用计算机辅助设计软件