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第一章 绪 论Chapter 1 Preface to Steel Structure
第二章 几何构造分析Chapter2 Geometric construction analysis
结构力学 Structural Mechanics 第 1页
第三章 静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures
【例题 6 】 作图示刚架的内力图。 解: a 、求反力由于结构对称,荷载对称,因此反
力应该对称。有:
20 880
2YA YB
XA XB
F F kN
F F
20kN/m
2m6m
8m
A B
CD E
以 ADC 部分为隔离体,由:
0CM 80 4 20 4 220
8XAF kN
(方向向右)
因此: 20XBF kN (方向向左)
20
80 80
20
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第三章 静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures
b 、作弯矩图120
120 120
12040 40
弯矩图 kN.m
A B
CD E
c 、作剪力图取 DC 杆为隔离体,由:
0CM 120 20 4 262.6
16 4QDCF kN
FQCDDC
FQDC
120
20kN/m
ECFQCE
FQEC
120
20kN/m
由剪力的反对称可知:62.6QEC QDCF F kN
0DM 120 20 4 28.9
2 5QCDF kN
8.9QCE QCDF F kN
20 20
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第三章 静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures
d 、作轴力图取 D 结点为隔离体,由切向力平衡得:
0 20 80 53.6NDCF Cos Sin kN 4 2
20 20Cos Sin
取 C 结点为隔离体,由切向力平衡得:
0
D FQDC
FNDC
-20
-80
20
C
FNCD
20NCDF Cos
17.88kN
20 20 B
20 2062.6
62.6 8.9
8.9
剪力图 kN
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FQEC
FNEC
20
-80
E
20 C
FNCE
80 80
53.6 53.617.8817.88
轴力图 kN
取 E 结点为隔离体,由切向力平衡得:
0 20 80 53.6NECF Cos Sin kN
取 C 结点为隔离体,由切向力平衡得:
0 20 17.88NCEF Cos kN
同样利用对称性可得:
53.6NEC NDCF F kN
17.88NCE NCDF F kN
80 80
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E
F9FP FXFFYF
FYC
A C18FP
6FP
FXC
【例题 7 】 作图示刚架的弯矩图。
解: a 、求反力
0AM 6YB PF F (方向向上)
0YF (方向向下)6YA PF F
(方向向左) 0XF 18XA PF F
取 FEAC 为隔离体:
0FM 由:
a a a a a a
aa
A BC D
E H
F G9FP 9FP
2 30 0XC YC PF F F …①
18FP
EFXC
FYC
A C
6FP
FYEFXE
取 EAC 为隔离体: 0EM 由:
2 18 0XC YC PF F F … ②
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由式①、②求解得: 14 2XC P YC PF F F F
0XF 4XF PF F对 FEAC 隔离体,由: 0YF 4YF PF F
对 EAC 隔离体,由: 0XF 5XE PF F
0YF 4YE PF F
E
F9FP FXFFYF
FYC
A C18FP
6FP
FXC 18FP
EFXC
FYC
A C
6FP
FYEFXE2 30 0XC YC PF F F …①
2 18 0XC YC PF F F … ②
0FM 由:
0EM 由:
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第三章 静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures
14 2
4 4
5 4
XC P YC P
XF P YF P
XE P YE P
F F F F
F F F F
F F F F
同理可求得右半部分铰中的作用力。根据铰中的作用力画出结构的弯矩图如下所示。
4FPa
4FPa
4FPa
8FPa
8FPa
4FPa
4FPa16FPa
4FPa
2FPa
2FPa4FPa
弯矩图 kN.m
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4m 2m 5m
3m2m
2m
20kN
20kN/m
20kN/m
A
B
CD
E
F
G
【例题 8 】 作图示刚架的弯矩图。 解:该结构的 AD 为附属部分, DEFCB 为基本部分,计算先由AD 开始。由于仅要求画出弯矩图,因此可选择计算部分反力。
0YF 80YAF kN
对 AD 部分,由:
对整体结构,由:
(方向向左) 0XF 20XBF kN
80 6 20 6 3 120EAM kN m (下面受弯)
然后开始画弯矩图,MEA 的弯矩计算如下:
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第三章 静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures
F
60kN.m
120kN.m
MFC
CF
20kN/m
180kN.m62.2kN.m
B
F60kN.m20kN
20kN
20kN/m
AD E
F80kN 120kN.m90kN.m
ADEF 部分的弯矩图: FB 杆的弯矩图: E 结点的弯矩:
FC 杆的弯矩图:12090
60 62.2180
弯矩图 kN.m