比较五种静定结构的内力图姓名：邹家撇学号：1093310426梁、拱、刚架、桁架和组合结构五种静定结构在同跨度同荷载作用时内力图不同，而某一结构在同荷载不同作用方式时得到的内力图也不同，为了找出较合理的结构形式和作用方式，下面我会用结构力学求解器得到的结构及内力图进行分析和比较。说明：下面结构所受的荷载总值（均布力时）为1，跨度为1一.梁在荷载作用下的内力图1.简支梁（1）均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零，省略轴力图（2）集中力作用时○1集中力作用在梁的中点时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零，省略轴力图○2集中力作用于离杆端1/3处时弯矩图为剪力图为○3集中力作用在杆端时其弯矩剪力和轴力均为零省略内力图由以上图示分析可知：集中力作用时，集中力越靠近杆端，其内力越小；均布力作用时最大弯矩值是0.13，比大多数集中力作用时都要合理。2.伸臂梁以AB：BC：CD：DE=0.25:0.25:0.25:0.25时为例（1）伸臂梁在均布力作用时其弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图将此结构内力图和简支梁受均布力作用时的内力图进行比较，最大弯矩值0.03<0.13最大剪力值0.25<0.50可以看出在均布荷载作用时伸臂梁比简支梁更为合理。（2）集中力作用时○1集中力作用于中点时弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图将此结构内力图与简支梁中点受集中力作用时的内力图进行比较：最大弯矩值0.13<0.25最大剪力值0.50=0.50同时此结构承弯承剪的部分较少，故此结构在集中力作用于中点时较合理。○2集中力作用于支座处时该结构内力均为零，省略内力图○3集中力作用于杆端时弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图由以上图示分析可知：伸臂梁较简支梁合理，均布力作用较集中力合理，集中力作用时作用于支座处较合理。最佳尺寸比，设AB=x，则CD=x，BC=1-2x，首先列出弯矩方程x*x/2-(1-x)*(1-x)/2+(1-2x)/4=0解得x=0.5二.拱在荷载作用下的内力图一）假设拱跨为1，拱高为0.251.拱在均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为由弯矩图知其合理拱轴为将此结构内力图与伸臂梁受均布荷载作用时的内力图进行比较：最大弯矩值0.03=0.03，最大剪力值0.22<0.25，故三铰拱较伸臂梁合理2.集中力作用于顶部铰接点时此时杆件无弯矩无剪力，省略其弯矩图和剪力图轴力图为比较三铰拱在集中力作用和在均布荷载作用时的内力图：最大弯矩值0<0.03，最大剪力值0<0.22，最大轴力1.12>0.67，由于一般杆件受压强度较大，故集中力作用较均布力作用合理二）更改三铰拱结构形式拱高为0.251均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为将此结构内力图与前面的三铰拱在均布力作用时的内力图比较:弯矩最大值0.03=0.03，剪力最大值0.31>0.22，轴力最大值0.53<0.67,再看内力分布此结构形式比前三铰拱结构形式均匀，故此结构形式在均布荷载作用时较合理2.集中力作用于顶端铰结点时弯矩图为剪力图为轴力图为此结构形式集中力作用内力图与均布力作用内力图进行比较：最大弯矩值0.06>0.03，最大剪力值0.63>0.31，最大轴力0.79>0.53故此结构形式受均布力作用比较合理。三）改拱高为0.41.在均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为与拱高为0.25时比较：最大弯矩值0.03=0.03，最大剪力值0.20<0.22,最大轴力值0.56<0.67，由此可知拱高越大，结构越合理。2.集中力作用于顶部铰结点时其弯矩和剪力均为零，省略图示轴力图为将其与拱高为0.25受集中力作用时的轴力图进行比较：轴力最大值0.80<1.12，由此得出结论——拱高越大，轴力越小，即，结构越合理。四）更换结构形式，拱高为0.41.均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为与拱高为0.25时进行比较：弯矩最大值0.03<0.06，剪力最大值0.31<0.63,轴力最大值0.53<0.79,因此拱高越大，结构越合理。2．集中作用时弯矩图为剪力图为轴力图为与均布荷载作用时进行比较：最大弯矩值0.06>0.03，最大剪力值0.63>0.31，最大轴力值0.79>0.53，故均布荷载较为合理。总上所述，三铰拱应该用后面那种形式，拱高应该尽量大，荷载应该用均布荷载较合理。三．刚架刚架高为1，跨度为11.均布荷载作用时弯矩图为剪力图为轴力图为2.集中力作用中点时弯矩图为剪力图为轴力图为均布荷载与集中...
