【文章內(nèi)容簡介】 當某個剛結點只聯(lián)結兩個桿件而且無外力偶作用，則 兩個桿端彎距大小相等，使結構的同側受拉5 剪力圖 斜直線剪力圖：（1）截面法計算桿端剪力 （2）取桿件為隔離體計算桿端剪力 （3）利用疊加公式計算桿端剪力 平行線剪力圖： （1）截面法計算 （2）求直線彎矩圖的斜率，判別正負號 （3）取桿件為隔離體計算桿端剪力6 軸力圖 桿端軸力： （1）截面法計算桿端軸力 （2）利用結點平衡計算桿端軸力（已知剪力圖）授課內(nèi)容：三鉸拱基本要求：掌握三鉸拱的基本概念以及力學計算方法；了解合理拱軸線的概念 以及選擇原則?；靖拍睿汗爸汗暗膬啥酥ё? 起拱線兩拱趾間的水平距離 矢垮比矢高與水平跨度的比值 拱軸線拱的各截面形心的連線如：拋物線 圓弧線 懸鏈線 ，具體根據(jù)荷載選擇。 合理拱軸線固定荷載作用下，三鉸拱處于無彎距，無剪力，只要 點重 點 有軸力狀態(tài)時拱軸線的形式。 掌握有拉桿三鉸拱和無拉桿三鉸拱的力學計算方法； 1 應用原因： （1）桿軸線為曲線，造型美觀。 （2）豎向荷載作用下存在水平推力，結構受力合理。2 分類有拉桿的三鉸拱 無拉桿的三鉸拱3 基本術語4 平拱豎向反力 FyA FyB （與同跨度、同荷載簡支梁對比）5 平拱水平反力說明 MC0 為簡支梁與中間鉸對應截面的彎距（截面法計算） 6 橫截面內(nèi)力 M彎距（內(nèi)側受拉為正） FQ剪力（垂直于桿軸線切線方向， 繞著隔離體順時針轉為正） FN軸力（沿著桿軸線切線方向，以拉力為正） M0 ，F(xiàn)Q0 簡支梁對應截面的彎距，剪力 j拱的計算截面處切線與 水平線所夾的銳角 j拱的左半部分為正；拱的右半部分為負。注意 上述公式適用于平拱上承受豎向荷載，集中力偶作用，對于斜拱 或平拱上有水平荷載作用時要另行推導。 7 三鉸拱的特性 （1） 豎向荷載作用下，三鉸拱存在水平推力。 （2） 三鉸拱橫截面的彎距小于簡支梁對應截面的彎距。因此，三鉸拱 可適用于大跨度，較重荷載。 （3）三鉸拱有軸力且主要為壓力，因此可以用磚，石，混凝土等脆性 材料制作。節(jié)約造價。（4） 三鉸拱的基礎較簡支梁大，因此用于屋架時宜用有拉桿的三鉸拱。7 合理拱軸線的定義8 公式注意 合理拱軸線的形狀與簡支梁彎距圖的形狀相似9 常見荷載作用下三鉸拱的合理拱軸線（1）沿跨度水平方向分布的豎向均布荷載 拋物線為合理拱軸線。（2）均勻徑向水壓力荷載 圓弧線為合理拱軸線。 （3）填土荷載：懸鏈線為合理拱軸線 （4）復雜荷載 選擇主要荷載對應的合理拱軸線，使拱接近無彎距狀態(tài)。授課內(nèi)容：靜定平面桁架；組合結構基本要求：了解桁架的分類；熟練運用結點法、截面法以及聯(lián)合應用計算桁架 的軸力；掌握組合結構的分析與計算方法?；靖拍睿? 簡單桁架從基礎或鉸結三角形開始，每次用兩個相交的鏈桿固定一 個結點。 聯(lián)合桁架若干個簡單桁架按幾何不變體系的組成規(guī)律組成的桁架。 復雜桁架既不屬于簡單桁架也不屬于聯(lián)合桁架的桁架。 結點單桿交于同一結點的所有內(nèi)力未知的各桿中，除了某一桿外， 其余各桿都共線，則該桿稱為結點單桿。 零桿內(nèi)力為零的桿件。 截面單桿某截面所截的內(nèi)力未知的各桿中，除了某一桿外，其余各 桿都交于同一點或互相平行，則該桿稱為截面單桿。 要 點重 點 熟練運用結點法、截面法以及聯(lián)合應用計算桁架的軸力；零桿的判別； 結點單桿與截面單桿的判別；組合結構的計算 1 幾何特點 （1）結點為鉸結點 （2）桿軸線為直線而且通過鉸的中心 （3）荷載，支座反力均作用在結點上 2 內(nèi)力特點 理想桁架的內(nèi)力只有軸力，稱為主內(nèi)力。 3 桁架的分類（根據(jù)幾何構造情況分類）4 比例關系5 結點法 （適用于簡單桁架的計算） （1）結點所含未知軸力桿的數(shù)目不超過兩根。 （2）力學計算時選取結點的次序與幾何組成時添加結點的平面匯交力系 次序相反。 （3）合理選擇投影坐標軸，列平衡方程，以簡化計算。 （4）計算時未知軸力均假設為拉力。6 結點單桿的判別 （1）結點只包含兩個桿且不共線，則每一根桿均為結點單桿。 （2）結點包含三根桿，其中有兩根共線，則第三桿為結點單桿。 7 零桿的判別 （1）結點包含兩根相交桿件且無荷載作用，則每一桿均為零桿。 （2）結點包含兩根相交桿件且荷載沿著其中一桿軸線作用，則另一桿 為零桿。（5） 結點包含三根桿，其中兩根桿共線且結點上無荷載作用，則第三 根為零桿。 （4）利用對稱性識別零桿。 8 截面法 適用于：簡單桁架中少數(shù)指定桿以及聯(lián)合桁架中聯(lián)接桿內(nèi)力的計算 （1）截面所切未知軸力桿的數(shù)目不超過三根。若為三根，則不能交 于同一點，也不能互相平行。 （2）合理選擇投影坐標軸和矩心，以簡化力學計算。 9 截面單桿的判別（1） 截面只切斷三根桿且三根桿既不交于同一點也不互相平行，則每一 桿均為截面單桿。 （2）截面切斷桿的數(shù)目超過三根，但除了某一桿外，其余各桿都交于同 一點或互相平行，則該桿為截面單桿。 10 結點法與截面法的聯(lián)合應用 11 組合結構的桿件特點 梁式桿 鏈桿 12 組合結構的計算方法 結點法 截面法 13 組合結構的計算步驟 （1）截面法計算聯(lián)接桿的軸力，再計算其余桁架桿的軸力。 （2）求做梁式桿的彎距圖，剪力圖，軸力圖。第四章 靜定結構總論（自學） 第五章 影響線 （上學期 4學時）授課內(nèi)容：靜力法作梁、剛架、桁架的影響線基本要求：了解移動荷載與影響線的概念；掌握用靜力法作梁、剛架、桁架的 影響線?；靖拍睿? 移動荷載荷載的大小，方向不變，但作用位置隨著時間在 變化。如：橋梁上行駛的汽車輪壓力，吊車梁上 承受的吊車輪壓力。 量值結構的支座反力；內(nèi)部約束力；橫截面上的內(nèi)力以及位移 統(tǒng)稱為量值。 最不利位置量值達到最大正值或最小值（最大負值）時對應的荷載位 置稱為最不利位置。 平行移動荷載一組相互平行并且間距保持不變的荷載。 影響線表示豎向單位移動荷載 FP=1 作用下，量值變化規(guī)律的幾 何圖形。 節(jié)間剪力結點荷載作用下，主梁在同一個節(jié)間距內(nèi)各截面的剪力重 點 相等，稱為節(jié)間剪力。要 點難 點 學會用靜力法作梁、桁架的影響線 影響線概念的理解以及與內(nèi)力圖的區(qū)別 1 移動荷載極其對結構的影響 在移動荷載作用下，結構的支座約束反力隨著荷載的作用位置不同而變 化；結構橫截面上的內(nèi)力，位移隨著荷載的作用位置不同以及橫截面的 位置不同而變化。 問題：在設計承受移動荷載的結構時首先確定最不利位置，然后計算該 位置對應的量值最大值或最小值作為結構設計的重要力學依據(jù)。2 研究方法 首先研究單個，單位豎向移動荷載作用，建立量值的變化規(guī)律； 再利用疊加原理尋找一組平行移動荷載作用下量值的變化規(guī)律。 3 靜力法 （1）建立 x 軸，用 x 表示 FP=1 的作用位置。 (2) 列平衡方程建立影響線方程 （3）畫出影響線方程對應的幾何圖形 4 彎距圖與影響線的區(qū)別 （1）荷載 （2）基線（橫坐標軸） （3）豎距（縱坐標軸） （4）圖形中正負號的規(guī)定 （5）豎距的量綱 5 伸臂梁的影響線規(guī)律： （1）支座反力與中間部分任一截面內(nèi)力影響線作法：先作無伸臂簡 支梁對應量值的影響線，再向伸臂部分直線延伸。 （2）伸臂部分任一截面內(nèi)力的影響線，其圖形只在伸臂部分以外分 布。 6 結點荷載作用下主梁的影響線規(guī)律 影響線在相鄰結點之間均為直線。因此，可先作直接移動荷載 作用下主梁對應量值的影響線，然后再在相鄰結點之間連直線。 7 桁架的影響線規(guī)律 桁架主要承受結點荷載，荷載傳遞方式同結點荷載作用下的主 梁，因此桁架量值的影響線在相鄰結點間均為直線。 第三部分：結構力學（2）課程輔導教案（5學分，秋季學期）課程編號 2008512021 2008522031 2008512041課程名稱 結 構 力 學(2)英文課程名稱 Structural Mechanics課程類別 專業(yè)基礎課開課系所號開課學期秋季學期本研標志本科生課程學 時80學 分5考試類型筆試開設日期秋季學期結束日期秋季學期課程分類必修課主課名稱結構力學先修課程 理論力學 材料力學課內(nèi)總學時80實驗總學時0講課總學時80上機總學時8CAD總學時0CAI總學時0討論輔導總學時 6設計作業(yè)總學時0課外總學時0課外學分0課程負責人王彥明師資隊伍 王彥明 馬世榮基本面向三年級土木工程、 水利工程專業(yè)教學方式 講課 上機實驗教 材 結構力學教程(上、下) (面向21世紀課程教材)參考書 結構力學課程說明本課程是土木工程、,.內(nèi)容簡介（200字左右）主要學習:機動法作影響線、影響線的應用。靜定結構的位移計算。超靜定結構的各種計算方法包括:力法、位移法、漸近法、矩陣位移法。超靜定結構的影響線、連續(xù)梁的最不利荷載分布與彎距包絡圖。結構的動力計算備 注第五章 影響線（續(xù)）（6學時）授課內(nèi)容：機動法作影響線基本要求：機動法是作靜定結構影響線的又一種方法。 機動法以虛功原理為基礎，將作靜定結構內(nèi)力和支座反力影響線的 靜力問題轉化為作剛體位移圖的幾何問題。機動法的優(yōu)點表現(xiàn)為不 需要經(jīng)過計算就能很快繪出影響線的輪廓。對于某些問題用機動法 處理特別方便（例如：在確定荷載最不利位置時，往往只需知道影 響線的輪廓，而無須求出其數(shù)值）。另外，用靜力法作出的影響線還 可以用機動法來校核?；靖拍睿河绊懢€表示豎向單位移動荷載作用下結構中某量值隨荷載作用位置 變化規(guī)律的幾何圖形。要 點難 點重 點 機動法繪制靜定簡單梁、靜定多跨梁量值的影響線作圖過程簡潔、 速度快，是要求學生重點掌握的一種方法。 怎樣加正方向的約束力Z？ 怎樣使體系沿Z的正方向發(fā)生位移？ 怎樣正確找到荷載作用點的豎向位移圖（注：剛體位移圖）？ 怎樣確定影響線中的正、負號？ 1 虛功方程 ZZ+FPP=0 2 影響線方程 Z(x)=( )P(x) Z(x) 表示影響線方程 P(x) 表示荷載作用點的豎向位移圖 因此，影響線圖形與荷載作用