6.2 工程中常见静定结构简介（课件）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版-第3版）

6.2 工程中常见静定结构简介 土木工程力学基础 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握静定多跨梁、静定刚架、三铰拱、桁架等静定结构的组成及内力特征。 能力目标 使学生能够根据静定结构力学特征，解决工程实例问题。 情感目标 培养学生自学能力、理解能力与表达能力，提升学生的学习兴趣，能够理论联系实际。 三维目标 构施工图，掌握图 知识点复习与回顾 ？ 1.杆件组成体系分类； 2.铰接三角形规则的几种表达方式； 3.静定结构和超静定结构的概念。 你了解什么是建筑结构？生活中你见过哪些常见的结构？ 问题引入——学会观察和总结 情境引入 1）、以小组为单位回答问题。 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 同学们结合所学内容，思考静定结构可以划分为哪些类型呢？ 这些类型分别具有什么特点？适用于哪些工程呢？ 探索新知 一、静定多跨梁 在土木工程中，静定结构得到了广泛应用。下面将分别介绍静定多跨梁、静定刚架、三铰拱、桁架等静定结构的力学特征。 （一）静定多跨梁的组成 简支梁、悬臂梁和外伸梁是静定梁中最简单的单跨梁，多用于跨度不大的情况，如门窗的过梁、楼板、屋面板、短跨的桥梁以及吊车梁等。在实际工程中，利用短梁跨越大跨度形成较为合理的结构形式，可以得到多种形式的静定多跨梁。 静定多跨梁是由若干单跨梁在适当位置用铰链连接而成的没有多余约束的几何不变梁。在土木工程中，木屋盖的檩条、钢筋混凝土桥梁等，有时采用这种结构。如图6-15所示的某桥梁结构，即为静定多跨梁。 探索新知 探索新知 探索新知 静定多跨梁的几何组成可视为基本部分与附属部分的连接。凡在荷载作用下能独立维持平衡的部分称为基本部分；凡必须依靠基本部分才能维持平衡的部分称为附属部分。图6-16a中：AC是外伸梁，其支座A、B与基础相连，能独立地维持平衡，因此是基本部分；伸臂梁DF在竖向荷载作用下也能维持平衡，因此也是基本部分；悬跨梁CD必须依靠基本部分才可维持平衡，所以它是附属部分。它们之间的关系可用图6-16b表示。从图6-16b中可清楚地看出附属部分对基本部分的依赖关系。从整体上看，静定多跨梁是几何不变体系。 几何可变体系的实质就是由杆件组成的体系成为一个机构。如飞机的起落架（图 6-3）。 探索新知 （二）静定多跨梁的内力特征 在计算静定多跨梁的内力时，应先弄清梁的基本部分和附属部分，再将梁从铰接处拆成若干个单跨梁，从附属部分开始，逐步计算到基本部分。这样就将静定多跨梁的计算，转化为若干个单跨梁的计算，最后将各单跨梁的内力图拼在一起，就是多跨梁的内力图。 静定多跨梁由伸臂梁和短梁组合而成。短梁的跨度小于简支梁，所以弯矩也小；伸臂梁由于外伸部分的负弯矩，使跨中弯矩也小于相同跨度的简支梁（图6-17）。因此，一般来说，静定多跨梁的用料比较节省，但构造比较复杂，需要全面考虑。 探索新知 静定多跨梁的弯矩比一系列简支梁的弯矩小。静定多跨梁的铰结点处，在无集中荷载作用时，其剪力无变化；在铰结点处弯矩为零。这是静定多跨梁的内力特征。 几何可变体系的实质就是由杆件组成的体系成为一个机构。如飞机的起落架（图 6-3）。 探索新知 按受力特点分类，混凝土梁式桥可分为简支梁（板）桥、连续梁（板）桥和悬臂梁（板）桥。简支梁桥（图6-18a）属于静定结构，是受力和构造最简单的桥型，应用广泛；连续梁桥（图6-18b）属于超静定结构，在荷载作用下支点截面产生负弯矩，从而减小了跨中的正弯矩，提高了跨越能力，适用于桥基良好的场合；悬臂梁桥（图6-18c）属于静定结构，跨越能力比简支梁桥大，但逊于连续梁桥，由于顶面混凝土容易开裂，影响混凝土耐久性，并且因行驶状况不良，目前较少采用。 几何可变体系的实质就是由杆件组成的体系成为一个机构。如飞机的起落架（图 6-3）。 探索新知 下承式钢拱桥（图6-19）是一种在工程中得到广泛应用的桥梁结构形式。其上部为钢拱，下部为混凝土梁，整体简支在桥墩上。其中钢拱是主要承重结构，桥面板承受的荷载通过横梁、吊杆传递给钢拱，混凝土梁主要承受水平推力。 探索新知 二、静定刚架 （一）静定刚架的组成 （二）静定刚架的内力特征 （一）静定刚架的组成 静定刚架是由梁、柱等直杆组成的具有刚结点的静定结构。当刚架受到外力作用时，在梁和柱的连接点处，其夹角总是不变的，故将这类结点称为刚结点。 刚结点是刚架具备的主要结构特征，即梁和柱采用刚结点。凡由静力平衡方程能确定全部反力和内力的平面刚架，称为静定平面刚架。静定平面刚架常见的形式有： 探索新知 （1）悬臂刚架（图6-20a）。常见于站台（图6-20b）、高架桥中的双柱式桥墩（图 6-20c）等。 探索新知 （2）三铰刚架（图6-21