理论教育 梁的剪力和弯矩分析及作图方法

梁的剪力和弯矩分析及作图方法

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:①剪力和弯矩的符号规定如下:a.使微段梁产生顺时针方向转动趋势的剪力FS为正,反之为负。b.根据梁的受力情况分段列出剪力方程和弯矩方程。c.根据剪力方程和弯矩方程,分别求出各段控制截面处剪力和弯矩,并作剪力图和弯矩图。荷载集度、剪力和弯矩之间的微分关系。求控制截面的剪力值、弯矩值。③由各梁段上的荷载情况,根据规律确定其对应的剪力图和弯矩图的形状,逐段连线作图。

梁的剪力和弯矩分析及作图方法

(1)平面弯曲的概念。

①受力特点:垂直于轴线的横向力或轴线平面内的力偶。

②变形特点:原为直线的轴线变为曲线。

③平面弯曲:荷载作用面(外力偶作用面或横向力与梁轴线组成的平面)与弯曲平面(即梁轴线弯曲后所在平面)相平行或重合的弯曲。

(2)计算简图。

①构件几何形状的简化。

②荷载简化为集中荷载、分布荷载和集中力偶。

③支座简化:固定铰支座(2个约束,1个自由度)、可动铰支座(1个约束,2个自由度)、固定端(3个约束,0个自由度)。

④静定梁的基本形式有简支梁、外伸梁和悬臂梁。

(3)剪力弯矩

①剪力和弯矩的符号规定如下:

a.使微段梁产生顺时针方向转动趋势的剪力FS为正,反之为负。

b.使微段梁发生下凸上凹的弯曲变形的弯矩M为正,反之为负。

②剪力和弯矩的数值计算。

a.剪力:在数值上等于截面以左(或以右)所有横向荷载在y轴上投影的代数和。

b.弯矩:在数值上等于截面以左(或以右)所有外载对截面形心矩的代数和。(www.daowen.com)

③剪力方程、弯矩方程绘制剪力图、弯矩图的步骤如下:

a.根据梁的支座情况和荷载情况,求出梁的支座反力。

b.根据梁的受力情况分段列出剪力方程和弯矩方程。

c.根据剪力方程和弯矩方程,分别求出各段控制截面处(包括梁的端点、断点、剪力为零的点及极值点)剪力和弯矩,并作剪力图和弯矩图。

(4)荷载集度、剪力和弯矩之间的微分关系。

此微分关系适用于直梁以x轴向右为正的情况。如果改变坐标方向,则微分关系中的正负也应作相应的变化。

(5)微分关系绘制直梁的剪力图、弯矩图,其步骤如下:

①求支座反力。

②根据受载情况,将梁进行分段。每个分段两端截面为控制截面。求控制截面的剪力值、弯矩值。

③由各梁段上的荷载情况,根据规律确定其对应的剪力图和弯矩图的形状,逐段连线作图。

(6)弯矩、剪力与荷载集度的积分关系为:

(7)叠加法作梁的弯矩图的步骤如下:

①先分别作出梁在各荷载单独作用下的弯矩图。

②将各弯矩图相应的纵坐标进行代数叠加。

此方法适用于已知各单个荷载作用下内力图的情况。

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