2010土木工程力学(本)期末复习.ppt
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1、土木工程力学(本)土木工程力学(本)陈丽课程考核基本情况重难点讲解1.课程考核情况 形成性考核占课程总成绩的30%(分传统纸质和网上形考两种);终结性考试(期末考试)占课程总成绩的70%。终结性考试情况 试题类型分两类:第一类:选择题和判断题。占60%。第二类:计算题与作图题。占40%。做弯矩图的题,10分;计算题30分,通常为力法1道,位移法1道。终结性考试为半开卷笔试。2.课程重难点内容课程教学内容可以分为五部分:第一部分:几何组成分析第二部分:静定结构的计算 第三部分:超静定结构的计算 第四部分:影响线 第五部分:结构的动力计算 第1章 绪论 期末考试不考,但是一些基本概念很重要。结点、
2、支座、荷载结点结点-结构中杆件之间相互联接处称为结点。结点通常简化为三种类型:(1)铰结点 杆件在结点处不能相对移动,但各杆可绕铰自由转动。铰结点可以承受和传递力,但不能承受和传递力矩。(2)刚结点 刚结点的特征是所联结的杆件在结点处既不能相对移动,也不能相对转动。当结构发生变形时,结点处各杆端之间的夹角始终保持不变。刚结点不仅能承受和传递力,而且能承受和传递力矩。(3)组合结点 组合结点是铰结点和刚结点的组合形式,也称为半铰结点,其特征是所联结的杆件在结点处不能发生相对移动,其中一部分杆件为刚结,各杆端不能相对转动,而其余杆件为铰结,可以绕结点转动。结构与基础或其它支承物联结的部分称为支座支
3、座。对结构进行受力分析时往往要先求出支座反力支座反力,所以必须明确不同类型支座的反力性质和数量。支座通常简化为以下四种形式:(1)活动铰支座(2)固定铰支座(3)固定支座(4)定向支座(也称滑动支座)FyA第2章 几何组成分析 要求掌握简单组成规则的灵活应用。期末考试不考。第二部分:静定结构的计算,包括静定结构的受力分析;静定结构的位移计算。重点内容是梁和刚架的受力分析、位移计算,是后续部分的基础,一定要掌握好。弯矩图的作法要熟练掌握。图乘法要注意适用条件和计算方法。第3章 静定结构的受力分析 从考试的角度来看,本章可能出现的题型会有选择、判断和作图题。重点掌握梁、刚架、桁架弯矩图的绘制。悬臂
4、梁悬臂梁简支梁简支梁伸臂梁伸臂梁 单跨静定梁基本类型 去掉梁与基础的联系,以约束反力代替,由平面一般力系的去掉梁与基础的联系,以约束反力代替,由平面一般力系的三个平衡方程确定反力三个平衡方程确定反力。简支梁简支梁伸臂梁伸臂梁悬臂梁悬臂梁杆件任一截面上的内力有三个:轴力杆件任一截面上的内力有三个:轴力F FN N、剪力、剪力F FQ Q、弯矩、弯矩M M。内力计算内力计算截面法截面法FNFQMFNMFQ轴力:截面上应力沿轴线方向的合力,以拉力为正,压力为负。剪力:截面上应力沿垂直杆件轴线方向的合力,绕所作用的隔离 体顺时针转动为正,逆时针转动为负。弯矩:截面上应力对截面形心的力矩。在水平杆件中,
5、弯矩以使杆件下部受拉为正,上部受拉为负。截面法:将指定截面切开,取截面任意一侧部分为隔离体,利用平衡条件求得内力。FxAFyAMFNFQP1KP1A 截面法计算步骤为:截断、代替、平衡。(1)截断 在所求内力的指定截面处截断,任取一部分作为隔离体。(2)代替 用相应内力代替该截面的应力之和。(3)平衡 利用隔离体的平衡条件,确定该截面的内力。解:解:1)1)求支反力求支反力例例1 1:求图示简支梁:求图示简支梁C C截面截面M M、F FQ Q、F FN N值。值。FP1=10kNFP2=5kN2m2mACBFP1=10kNFP2=5kNFyAFyBFxAFx=0 FxA=-5kN ()Fy=
6、0 FyA=5kN ()MA=0 FyB=5kN ()-5kN5kN5kN2 2)求)求C C左截面内力左截面内力取左部分为隔离体取左部分为隔离体FP1=10kNFP2=5kNFyAFyBFxA5kN5kN5kNC5kN5kNA3 3)求)求C C右截面内力右截面内力取右部分为隔离体取右部分为隔离体FP1=10kNFP2=5kNFyAFyBFxA5kN5kN5kN5kNBC任意截面轴力=截面一侧所有轴线方向力的代数和剪力=截面一侧所有垂直轴线方向力的代数和弯矩=截面一侧所有力对截面形心取矩的代数和内力图表示结构各截面内力变化规律的图形。内力图包括:轴力图、剪力图和弯矩图。绘制内力图时:轴力图和
7、剪力图的正值可以画在杆件的任意一侧,负值则画在另外一侧,要求注明正负号;弯矩图应画在杆件受拉一侧,不需注明正负号。注意!内力图的纵坐标应垂直于杆件轴线。简支梁的弯矩图简支梁的弯矩图 要求掌握教材要求掌握教材 P47图图3-18,19FPM1M2M2M1FP l/4弯矩图应画在杆件受拉一侧,不需注明正负号。叠加法作弯矩图叠加法作弯矩图简支梁的弯矩图简支梁的弯矩图FPM1M2M2M1FPM2M1l/2l/2FP l/4FP l/4(M1+M2)/任意一段杆件的弯矩图端弯矩图+相应简支梁的弯矩图叠加法作弯矩图lMAAqMBB例例2:作图示简支梁的弯矩图。:作图示简支梁的弯矩图。MAMBqMAMB弯矩
8、图弯矩图+MBB截面位置截面位置FQ 图M 图说 明明无荷载区段水平线一般为斜线作M图技巧:剪力为零,M图平行于杆件轴线。均布荷载q作用区段斜直线抛物线(凸出方向同q指向)剪力等于零处,弯矩达到极值。集中力FP作用处有突变,突变值FP有尖角,尖角与FP同向剪力如变号,弯矩出现极值。集中力矩M作用处无变化有突变,突变值M铰结点某一侧截面一般为零,有集中力矩M作用时M作M图技巧:剪力相等,M图平行。自由端一般为零,有集中力FP作用时FP一般为零,有集中力矩M作用时M剪力图与弯矩图的形状特征 例3:做下图所示梁弯矩图例3:做下图所示梁弯矩图例4:做下图所示梁的弯矩图例4:做下图所示梁的弯矩图例5:做
9、下图所示梁的弯矩图例5:做下图所示梁的弯矩图例6:做下图所示梁的弯矩图例6:做下图所示梁的弯矩图多跨静定梁 由基本部分和附属部分组成的基本附属型静定结构,组成顺序是先固定基本部分,后固定附属部分。作用在附属部分上的荷载将使它的基本部分产生反力和内力,而作用在基本部分上的荷载则对其附属部分没有影响。例7:作图所示梁的弯矩图 作图所示梁的弯矩图 作用在附属部分上的荷载将使结构的基本部分产生反力和内力,而作用在结构基本部分上的荷载则对其附属部分没有影响。静定刚架 刚架的内力分析采用逐杆计算、分段绘图的方法。静定梁内力计算以及绘图方法和技巧都可以用于刚架。刚架内力图的画法与梁类似,弯矩图应画在杆件的受
10、拉一侧,不标注正、负号。静定刚架绘图后仔细检查:(1)弯矩图形状是否与荷载情况相符。均布荷载作用,弯矩图为抛物线,凸出方向与荷载指向相同。集中力(包括荷载和支座反力)作用处,弯矩图应出现尖角,尖角指向应与集中力指向相同。力矩作用处弯矩图应发生突变,力矩作用处左右两段弯矩图应平行。(2)弯矩图形状是否与结点性质、约束情况相符。铰结点、铰支座、自由端无集中力矩作用时,弯矩为零。有集中力矩作用时,弯矩为力矩值。(3)刚结点处各杆段弯矩及结点集中力矩是否满足平衡条件。单刚结点无集中力矩作用时,两个杆端弯矩应呈现“大小相等,同侧受拉”的特点。有结点集中力矩作用的单刚结点或复刚结点(无论是否作用有结点集中
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