《建筑力学（第2版）》：内力计算的基本方法-截面法

内力是“隐藏”在物体内部的,而该“隐藏”量恰是进行杆件设计的基础,我们必须获知其大小及性质。从辩证法的角度来讲,内与外是相对的并且是可以相互转化的,参照物的变化有可能导致内与外的转化。如果假想地用一个截面把物体“切开”,分成两部分,“切开”处物体的内力就暴露出来了,转化为了“外力”。

如果要计算某个截面上的内力,可假想地从该截面处将杆件切为两段,任取一段作为研究对象,该研究对象在所有外力和切开截面上的内力共同作用下处于平衡状态,进而通过平衡方程就可求出杆件的内力。这种求内力的方法称为截面法。

截面法是求杆件内力的基本方法。不管杆件产生何种变形,都可以用截面法求出内力。

下面以轴向拉伸杆件为例(图5.2),介绍截面法求内力的基本方法和步骤。

图5.2

①截开:用假想的截面,在要求内力的位置处将杆件截开,并从截面处把杆件分开成为两部分。(www.xing528.com)

②取代:取截开后的任一部分为研究对象,画受力图。画受力图时,在截开的截面处用该截面上的内力代替另一部分对该部分的作用。显然,为了杆段平衡,该截面上的内力必沿杆轴线,这种内力称为轴力,用FN表示。

③平衡:列平衡方程求出内力。

由图(b),,即FN-F=0,得

FN=F

由图(c)也可列出平衡方程求出FN。

以上介绍的截面法也适用于其他变形构件的内力计算,以后将会经常用到。