常規(guī)剪力彎矩圖結構分析演講人：日期:CATALOGUE目錄02繪制方法與步驟01基本概念解析03典型實例分析04工程應用場景05常見錯誤與糾正06教學與實踐建議01PART基本概念解析剪力與彎矩定義及作用剪力剪力是使構件在垂直于軸線方向產生剪切變形的力，其作用點在構件的截面上，使構件截面產生剪切應力。01彎矩彎矩是使構件產生彎曲變形的力矩，其作用點在構件的截面上，使構件截面產生彎曲應力。02材料在受力過程中，其微觀結構保持連續(xù)，不存在空隙或斷裂。連續(xù)性假設材料在受力過程中，其各處的物理性質和力學性能保持相同。均勻性假設材料在各個方向上的力學性能和物理性能相同。各向同性假設靜力學基本假設正負號規(guī)范與坐標系彎矩正負號在平面彎曲中，使構件上部受拉、下部受壓的彎矩為正彎矩；使構件上部受壓、下部受拉的彎矩為負彎矩。剪力正負號坐標系在構件的截面上，順時針方向的剪力為正，逆時針方向的剪力為負。在結構分析中，通常采用右手坐標系，其中x軸為構件的軸線方向，y軸為垂直于x軸的方向，z軸為垂直于xy平面的方向。12302PART繪制方法與步驟靜定梁剪力彎矩圖繪制根據(jù)靜力平衡條件，列出所有支點的反力，包括垂直反力和水平反力。列出各支點的反力在梁的合適位置選取控制截面，通常選取在受力較復雜或需要計算的位置。根據(jù)計算出的各截面剪力和彎矩，繪制沿梁長的剪力彎矩圖。確定控制截面根據(jù)截面一側的受力情況，計算該截面的剪力和彎矩。計算控制截面的剪力和彎矩01020403繪制剪力彎矩圖懸臂梁內力圖生成流程懸臂梁內力圖生成流程確定懸臂梁的固定端和懸臂端逐步計算各截面的內力圖列出懸臂端的受力情況根據(jù)內力圖進行結構設計根據(jù)懸臂梁的結構特點，確定固定端和懸臂端。根據(jù)懸臂端的受力情況，列出懸臂端的垂直力和彎矩。從固定端開始，逐步計算各截面的剪力和彎矩，并繪制內力圖。根據(jù)內力圖，判斷懸臂梁的受力情況，進行結構設計或校核。剛架結構特殊處理技巧識別剛架的節(jié)點和桿件根據(jù)剛架的結構特點，識別出剛架的節(jié)點和桿件。分析節(jié)點的受力情況根據(jù)節(jié)點的受力平衡條件，分析節(jié)點的受力情況，包括垂直力、水平力和彎矩。求解桿件的內力根據(jù)節(jié)點的受力情況，求解各桿件的內力，包括軸力、剪力和彎矩。繪制內力圖并校核根據(jù)求解出的各桿件內力，繪制剛架的內力圖，并進行校核，確保結構的安全性和穩(wěn)定性。03PART典型實例分析均布載荷對簡支梁的影響均布載荷是指沿梁的長度方向均勻分布的載荷，它會引起梁的彎曲和剪切變形，但不會產生軸向力。簡支梁的應用場景簡支梁結構簡單、制造方便，廣泛應用于橋梁、建筑、機械等領域。簡支梁的彎矩和剪力分布在均布載荷作用下，簡支梁的彎矩和剪力分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，可以通過力學計算得出。簡支梁的結構特征簡支梁是一種常見的結構形式，其特點是在兩個支點之間的跨度內無其他支撐結構，因此受力情況較為簡單。簡支梁受均布載荷案例集中載荷懸臂梁計算懸臂梁是指一端固定，另一端自由的梁，其特點是在自由端處無支撐，因此承受彎矩和剪力較大。懸臂梁的結構特征集中載荷是指作用在梁上某一點的載荷，它會引起梁的局部彎曲和剪切變形，對梁的承載能力產生較大影響。集中載荷對懸臂梁的影響懸臂梁常用于需要一端固定、另一端懸挑的結構，如陽臺、懸臂吊燈等。懸臂梁的應用場景在集中載荷作用下，懸臂梁的彎矩和剪力分布較為復雜，需要采用力學方法進行計算。懸臂梁的彎矩和剪力計算02040103廠房排架結構內力分布排架結構的組成排架結構內力計算方法排架結構的受力特點排架結構的應用場景排架結構是由多個柱子和橫梁組成的框架結構，其特點是柱子與橫梁之間的連接為鉸接或剛接。在豎向載荷作用下，排架結構的柱子主要承受壓力，橫梁主要承受彎矩和剪力。排架結構的內力計算通常采用力學方法，如力法、位移法等，并結合結構的實際情況進行計算。排架結構廣泛應用于工業(yè)廠房、體育館、劇場等建筑領域，具有空間跨度大、結構穩(wěn)定等優(yōu)點。04PART工程應用場景結構設計強度校核初步設計階段通過常規(guī)剪力彎矩圖，評估結構在受力狀態(tài)下的強度是否滿足要求，為設計提供初始參考。01復雜結構分析針對復雜結構，如高層建筑、橋梁等，通過常規(guī)剪力彎矩圖找出潛在薄弱環(huán)節(jié)，進行針對性加強。02安全性評估利用常規(guī)剪力彎矩圖對結構進行安全性評估，確保結構在各種工況下都能保持穩(wěn)定。03通過常規(guī)剪力彎矩圖，分析橋梁承重構件的受力情況，進而優(yōu)化構件尺寸，減輕重量，降低成本。橋梁承重構件優(yōu)化橋梁構件尺寸優(yōu)化根據(jù)常規(guī)剪力彎矩圖，比較不同結構形式的橋梁在受力性能上的優(yōu)劣，選擇最佳方案。橋梁結構形式選擇針對已建成的橋梁，通過常規(guī)剪力彎矩圖檢查承重構件的受力狀況，為加固和維護提供指導。橋梁加固與維護建筑結構安全評估受力狀態(tài)分析利用常規(guī)剪力彎矩圖，分析建筑結構在地震、風載等自然力作用下的受力狀態(tài)，評估結構安全性。損壞程度預測安全性能評估在建筑結構遭受損壞后，通過常規(guī)剪力彎矩圖預測損壞程度，為修復和重建提供依據(jù)。在建筑結構設計階段，通過常規(guī)剪力彎矩圖對結構的安全性能進行全面評估，確保結構在設計使用壽命內安全可靠。12305PART常見錯誤與糾正在計算中忽略固定端約束反力，導致彎矩圖失真。忽略固定端約束反力將分布荷載簡化為集中荷載時，忽略分布荷載的影響范圍，導致彎矩圖不準確。簡化集中荷載荷載方向與實際受力方向不一致，導致彎矩圖出現(xiàn)偏差。荷載方向錯誤荷載簡化不當問題010203坐標系誤用導致符號錯誤01坐標系方向不一致在繪制彎矩圖時，使用的坐標系方向與實際受力方向不一致，導致正負號出現(xiàn)錯誤。02忽略正負號規(guī)定在結構分析中，正負號有明確的約定，但在繪制彎矩圖時忽略這一規(guī)定，導致結果錯誤。在結構發(fā)生突變的位置，如集中力作用點、支座處等，彎矩圖會發(fā)生突變，若處理不當會導致誤差。突變點處理不當突變點處理疏漏在繪制彎矩圖時忽略突變點的影響，導致彎矩圖不連續(xù)或形狀不正確。忽略突變點影響06PART教學與實踐建議結構分析軟件用于演示結構受力情況，提供直觀的彎矩圖展示，如SAP2000、ANSYS等。課堂演示工具選擇手工繪圖工具如直尺、三角板、圓規(guī)等，用于在課堂上手工繪制彎矩圖，便于學生理解和掌握。多媒體演示工具如投影儀、幻燈片等，用于展示結構分析過程和結果，提高教學效果。學生練習案例設計簡單結構案例設計一些簡單的結構，如簡支梁、懸臂梁等，讓學生手動計算并繪制彎矩圖。01增加結構復雜度，如多跨連續(xù)梁、框架等，讓學生分組完成，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。02實際應用案例結合工程實際，讓學生分析并繪制實際結構的彎矩圖，提高解決問題的能力。03復雜結構案例軟件輔助繪圖銜接軟件操作培訓教授學