剪力图和弯矩图-课件（-精）

剪力图和弯矩图欢迎来到剪力图和弯矩图的课程这门课程将帮助你深入理解结构力学中的关键概念，为工程设计打下坚实基础课程大纲基础概念静力学原理力的作用、分类和表示力的平衡、支座反力和力系简化剪力和弯矩分析梁的设计剪力图和弯矩图的绘制方法不同类型梁的设计原理和应用力的作用及其分类作用方式作用时间作用性质集中力作用于一点静力长期稳定作用主动力外部施加的力分布力作用于一定区域动力短时间变化作用被动力结构内部产生的力力的表示箭头表示坐标表示箭头方向表示力的方向，箭头长度用、、坐标分量表示力的大小和x yz表示力的大小方向向量表示用向量符号表示力的大小和方向F力的加和和平衡力的分解将一个力分解为多个分力力的合成将多个力合成为一个合力力的平衡合力为零时，力系处于平衡状态支座反力铰支座滑动支座可以提供垂直和水平方向的反只能提供垂直方向的反力力，但不能提供力矩固定支座可以提供垂直和水平方向的反力，以及力矩平面静力学中的平衡条件力的平衡1ΣFx=0,ΣFy=0力矩平衡2ΣM=0刚体平衡3满足上述三个条件力的投影分解选择坐标系1确定、轴方向x y计算投影2Fx=F·cosθ,Fy=F·sinθ合成分力3F=√Fx²+Fy²力系的简化确定力系1识别所有作用力选择简化点2通常选择力系的作用中心计算合力3对所有力进行矢量加和计算合力矩4对简化点计算所有力的力矩和梁的内力轴力剪力弯矩沿梁轴线方向的内力垂直于梁轴线的内力使梁产生弯曲变形的内力矩剪力图的画法确定坐标系通常以梁的左端为原点计算各截面剪力从左到右依次计算绘制剪力图以截面位置为横坐标，剪力值为纵坐标计算剪力图确定荷载计算支座反力12识别梁上所有外力和分布荷利用平衡方程求解支座反力载选取截面计算剪力值34从左到右选取特征截面对每个截面，计算左侧所有力的代数和弯矩图的画法确定坐标系1通常以梁的左端为原点计算各截面弯矩2从左到右依次计算绘制弯矩图3以截面位置为横坐标，弯矩值为纵坐标计算弯矩图确定荷载和反力选取截面计算弯矩值识别所有外力和支座反力从左到右选取特征截面对每个截面，计算左侧所有力矩的代数和梁的支座反力静定梁超静定梁支座反力可以通过静力平衡方需要额外的变形协调方程求解程直接求解支座反力计算步骤列出平衡方程，求解未知反力，验证结果梁的设计确定设计要求1荷载、跨度、材料选择梁的类型2简支梁、悬臂梁等计算内力3绘制剪力图和弯矩图确定截面尺寸4基于强度和刚度要求集中荷载作用下的剪力图和弯矩图剪力图特点弯矩图特点在集中力作用点处有跳跃在集中力作用点处斜率发生变化分布荷载作用下的剪力图和弯矩图剪力图通常为曲线，斜率与分布荷载强度相关弯矩图通常为抛物线，曲率与分布荷载强度相关梁的移动荷载定义影响线1表示某一截面内力随荷载位置变化的函数绘制影响线2对关键截面绘制剪力和弯矩影响线确定危险位置3根据影响线确定最不利荷载位置最大剪力和最大弯矩最大剪力最大弯矩通常出现在支座附近或集中力通常出现在跨中或靠近固定端作用点处确定方法分析剪力图和弯矩图，或使用影响线法简支梁的最大剪力和最大弯矩最大剪力最大弯矩计算方法出现在靠近支座处，等于支座反力通常出现在跨中，或集中力作用点利用静力平衡方程或影响线法悬臂梁的最大剪力和最大弯矩最大剪力1出现在固定端最大弯矩2也出现在固定端自由端3剪力和弯矩均为零计算方法4从自由端到固定端累加荷载效应简支梁的设计确定荷载包括恒载和活载计算最大弯矩通常出现在跨中选择截面基于强度和刚度要求验算挠度确保不超过允许值悬臂梁的设计确定荷载计算最大内力考虑梁的自重和外部荷载固定端的最大剪力和弯矩选择截面满足强度和刚度要求双端简支梁的设计确定荷载分布计算支座反力12考虑均布荷载和集中荷载利用静力平衡方程绘制剪力图和弯矩图选择适当截面34确定最大内力位置基于最大弯矩和允许应力连续梁的设计确定荷载和支座1考虑所有跨度上的荷载分布分析内力分布2使用三力矩方程或力矩分配法确定危险截面3通常在支座处和跨中选择截面尺寸4满足所有危险截面的强度要求不同截面梁的设计变截面梁组合梁设计考虑根据内力分布优化截面尺寸，提高材料利用不同材料的优势，如钢混凝土组需要考虑截面变化对内力分布的影响-利用率合梁应用举例测试与总结理论测试实践应用掌握剪力图和弯矩图的基本概解决实际工程问题，如梁的设念和计算方法计和优化总结反馈分析学习效果，提出改进建议课程总结基础理论1力学原理和静力学基础分析方法2剪力图和弯矩图的绘制和计算设计应用3各类梁的设计和优化方法工程实践4实际工程中的应用和注意事项。