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结构力学课件4精品.ppt

发布:2018-04-21约1.4万字共98页下载文档
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荷载作用: 支座移动: 温度变化: (4)、图乘公式: 注意其适用条件,正负号,图形分段、分块。熟练其计算方法。 (5)、互等定理: 功的互等定理: W12 = W21 位移互等定理: δ12= δ21 反力互等定理: r12= r21 注意其适用条件,应用范围,加深理解。 思考题:判断下列图乘是否正确? 图乘结果: 思考题:判断下列图乘是否正确? 图乘结果: 60kN 12kN 例: 图示刚架,用图乘法求B端转角θB ; CB杆中点D的竖向线位移⊿DV。各杆EI=常数。 EI=常数 解: 1、作荷载作用下结构的弯矩图。 72kN 72kN 12kN 252 45 90 MP图 (kN?m) 2、作虚拟力状态下的图M。 M=1 1 M 3、求θB。图乘时注意图形分块。 C1 C2 y1 y2 C3 C4 y3 y4 252 45 90 MP图 (kN?m) 1 4、作虚拟力状态下的图M。 5、求⊿CV,图乘时注意图形分块。 3 M (m) 81 C1 C2 C3 C4 C5 y1 y2 y3 y4 y5 45/4 例: q=16kN/m 64kN?m 64kN?m 16kN?m 16kN?m 求铰C左右截面相对转角θC。 各杆 EI=5×104 kN·m2 。 解: 作荷载作用下的弯矩图;虚拟力作用下的弯矩图。 (注意:①斜杆弯矩图的做法;②各弯矩图的单位。) 32 32 θC=2[(1/2·80·5)·(2/3·5/8)+(1/2·80·5)·(2/3·5/8+1/3·1) -(2/3·32·5)·(1/2·5/8+1/2·1)]/EI kN·m m kN/m2 =0.005867 (弧度) 方向与虚拟力方向一致。 §4-6、静定结构温度变化时的位移计算 平面杆件结构位移计算的一般公式 在此:ε,γ, κ由温度作用引起。 注意静定结构特征: ①组成:无多余约束的几何不变体系; ②静力:温度作用下静定结构无反力、内力;杆件有变形,结构有位移。 温度作用时由于材料热胀冷缩,使结构产生变形和位移。 1、温度变化时静定结构的特点: (1)、有变形(热胀冷缩) 均匀温度改变(轴向变形); 不均匀温度改变(弯曲、轴向变形); 无剪切变形。 (2)、无反力、内力。 2、微段由于温度改变产生的变形计算 设温度沿截面厚度直线变化。 (1)轴向伸长(缩短)变形: 设杆件上边缘温度升高t10,下边缘升高t20。形心处轴线温度: t0 =(h1t2+h2t1)/h (截面不对称于形心) t0 =(t2+t1)/2 (截面对称于形心) du = ε ds = α·t0 ds α ——材料线膨胀系数。 ds 形心轴 +t1 +t2 t0 h h1 h2 αt1ds αt2ds du dφ (2)、由上下边缘温差产生的弯曲变形: 上下边缘温差 ⊿t = t2 – t1 dφ= κds = α(t2-t1)ds/h= α⊿t ds /h (3)温度作用不产生剪切变形 γds =0 3、温度作用时位移计算公式 如t0,⊿t和h沿每杆杆长为常数,则: ①正负号:比较虚拟状态的变形与实际状态中由于温度变化引起的变形,若两者变形方向相同,则取正号,反之,则取负号。 ②刚架(梁)中由温度变化引起的轴向变形不可忽略。 例: 图示刚架,施工时温度为200C,试求冬季当外侧温度为-100C,内侧温度为00C时,点A的竖向位移⊿AV,已知α=10-5,h=40cm(矩形截面)。 l=4m l=4m A 00C -100C 外侧温度改变:t1= - 10 – 20 = - 300 内侧温度改变:t2 = 0 – 20 = - 200 -300C -200C l=4m l=4m A -300C -200C FP=1 FN FN=0 FN= -1 FP=1 l M t0=(t1+t2)/2=( -30–20)/2= - 250 ⊿t= t2 - t1= - 20 -(- 30)=100 ⊿AV= α×(-25) ×(-1) ×l+(-)α×10/h× (1/2
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