大工10春結(jié)構(gòu)力學(xué)一輔導(dǎo)資料六

1、大工10春結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）輔導(dǎo)資料六大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)輔導(dǎo)資料六主 題：第五章 靜定平面桁架 學(xué)習(xí)時(shí)間：20XX年5月24日一5月30日內(nèi) 容：這周我們將學(xué)習(xí)第五章靜定平面桁架。第五章 靜定平面桁架本章的學(xué)習(xí)要求及需要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容如下：1、概述；2、掌握結(jié)點(diǎn)法；3、掌握截面法；4、掌握結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用；5、掌握組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算；6、熟悉靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性?；靖拍睿红o定平面桁架的內(nèi)力分析、內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖。知識點(diǎn)：組合結(jié)構(gòu)的求解。一、概述桁架是一種若干直桿在其兩端用較聯(lián)結(jié)而成的幾何不變的較結(jié)鏈桿體系。在平面桁架中，通常引用如下假定：各桿兩端用理想較相互聯(lián)結(jié)。各桿的軸線都是絕

2、對平直，在同一平面內(nèi)并通過較結(jié)點(diǎn)的中心。荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上并位于桁架平面內(nèi)。桁架的各桿都是只承受軸力的二力桿。桁架的桿件，依其所在位置的不同，可分為弦桿和腹桿 兩大類。 弦桿可分為上弦桿和下弦桿。腹桿又分為豎桿和斜桿。弦桿上兩相鄰結(jié)點(diǎn)之間的區(qū)間稱為節(jié)間，其間距d稱為節(jié)間長度。實(shí)際桁架結(jié)點(diǎn)的構(gòu)造并非理想較結(jié)，如鋼桁架或混凝土桁架的桿件采用節(jié)點(diǎn)板或預(yù)埋鐵件焊接時(shí)，并不 是較結(jié)點(diǎn)；木桁架和鋼桁架采用螺栓連接時(shí)，其結(jié)點(diǎn)比較接 近于較結(jié)。而且各桿的軸線也不一定是理想直線，結(jié)點(diǎn)上各 桿的軸線也不一定完全交與一點(diǎn)。第1頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院桁架的分類按照桁架的外形分為平行弦桁架。折弦桁

3、架。三角形桁架。按照支座反力的特點(diǎn)分為無推力桁架或梁式桁架。有推力桁架或拱式桁架。按照桁架的幾何組成方式分為簡單桁架?；A(chǔ)或一個(gè)基本較接三角形開始，依次增加二元體所組成的桁架。聯(lián)合桁架。幾個(gè)簡單桁架按照兩剛片相聯(lián)或三剛片相 聯(lián)的組成規(guī)則所聯(lián)成的桁架。復(fù)雜桁架。第2頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院二、結(jié)點(diǎn)法取單結(jié)點(diǎn)為分離體，其受力圖為一平面匯交力系，它有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程。 為避免解聯(lián)立方程，應(yīng)從未知力不 超過兩個(gè)的結(jié)點(diǎn)開始計(jì)算。 求支座反力； 求各桿軸力；利用對稱性可得其它桿的軸力；利用D結(jié)點(diǎn)的平衡條件來校核。三、截面法取桁架中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)的部分為分離體，其 受力圖為一平面任意力系

4、，可建立三個(gè)獨(dú)立的平衡方程。第3頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院1 A P P 2 C h P P3 D 6a截面法可用來求指定桿件的內(nèi)力。對兩未知力交點(diǎn)取矩、沿與兩平行未知力垂直的方向投影列平衡方程， 可使一個(gè)方程中只含一個(gè)未知力。截面法中的特殊情況：當(dāng)所作截面截?cái)嗳陨系臈U件，除了1桿外，其余各桿均交于一點(diǎn)，則對 O點(diǎn)列矩方程可求生桿 1軸力。當(dāng)所作截面截?cái)嗳陨系臈U件，除了1桿外，其余各桿均互相平，則投影方程可求由1桿軸力。N1O第4頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院1四、結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用單獨(dú)使用結(jié)點(diǎn)法或截面法有時(shí)并不簡潔。為了尋找有效 的解題途徑，必須不拘先后地應(yīng)用結(jié)點(diǎn)法

5、和截面法。那就是 要汪息：選擇合適的生發(fā)點(diǎn)，即從哪里計(jì)算最易達(dá)到計(jì)算目 標(biāo)；選擇合適的截面，即巧取分離體，使由現(xiàn)的未知力 較少；選用合適的平衡方程，即巧取矩心和投影軸，并注意 列方程的先后順序，力求使每個(gè)方程中只含一個(gè)未知力。五、組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算組合結(jié)構(gòu)兩類桿件組成：二力桿：只承受軸力。梁式桿：同時(shí)承受彎矩、軸力、剪力組合結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中的屋架結(jié)構(gòu)、吊車 梁及橋梁建筑中的承重結(jié)構(gòu)。下?lián)问轿褰切挝菁茕摻罨炷两卿摰?頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院高層建筑中，通過斜撐，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。同時(shí)也起到了跨間支撐作用。計(jì)算組合結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意：注意區(qū)分鏈桿和梁式桿； 前面關(guān)于桁架結(jié)點(diǎn)的一 些

6、特性對有梁式桿的結(jié)點(diǎn)不再適用； 一般先計(jì)算反力和 鏈桿的軸力，然后計(jì)算梁式桿的內(nèi)力；取分離體時(shí)，盡量不截?cái)嗔菏綏U。鏈桿是兩端是較、中間不受力、也無連結(jié)的直桿。對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用 N1=N2=0N1= - N2N1K N2 N1=N2K 0六、靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性基本性質(zhì)派生性質(zhì)1、靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理：靜定結(jié)構(gòu)的全部反力和內(nèi)力都可靜力平衡方程求生，而 且得到的解答是唯一的。（滿足全部平衡條件的解答是靜定 結(jié)構(gòu)的唯一解答）2、靜定結(jié)構(gòu)派生性質(zhì)反力和內(nèi)力與支座移動、溫度改變、制造誤差無關(guān) 這 是因?yàn)殪o定結(jié)構(gòu)沒有多余約束，當(dāng)上述非荷載因素作用時(shí)， 結(jié)構(gòu)只能發(fā)生相對應(yīng)的自變形位移

7、，而不產(chǎn)生反力和內(nèi)力.以上兩種現(xiàn)象也可以從靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理戰(zhàn)生答 案，即沒有荷載作用時(shí)，支座反力、任一截面的內(nèi)力均為零，零內(nèi)力和零反力必然滿足各部分的靜力平衡條件，并且答案 唯一。反力和內(nèi)力與構(gòu)件材料，截面形狀和尺寸無關(guān)靜定結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力只與結(jié)構(gòu)所受的荷載有關(guān)，而與構(gòu)件所用的 材料以及構(gòu)件截面的形狀和尺寸無關(guān)。靜定結(jié)構(gòu)的基本部分和附屬部分的受力特征靜定結(jié)構(gòu)在平衡力系作用下的局部平衡性靜定結(jié)構(gòu)在靜力等效荷載作用下的內(nèi)力局部變化性靜力等效荷載是指具有同一合力的各種荷載。荷載的等效變換就是將一種荷載變換成另一種與其靜力等效的荷載。 對作用于靜定結(jié)構(gòu)莫一幾何不變部分上的 荷載進(jìn)行等效變換時(shí)，

8、只有該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，而其余 部分的反力和內(nèi)力均保持不變。結(jié)構(gòu)更幾何不變部分，在保持與結(jié)構(gòu)其他部分連接方式 不變的前提下，用另一方式組成的不變體代替，其他部分的 受力情況不變。第6頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院高層建筑中，通過斜撐，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。同時(shí)也起到了跨間支撐作用。計(jì)算組合結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意：注意區(qū)分鏈桿和梁式桿； 前面關(guān)于桁架結(jié)點(diǎn)的一 些特性對有梁式桿的結(jié)點(diǎn)不再適用； 一般先計(jì)算反力和鏈桿的軸力，然后計(jì)算梁式桿的內(nèi)力；取分離體時(shí)，盡量不截?cái)嗔菏綏U。鏈桿是兩端是較、中間不受力、也無連結(jié)的直桿。對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用 N1=N2=0N1= - N2N1K N2 N1=N2K 0六、

9、靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性基本性質(zhì)派生性質(zhì)1、靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理：靜定結(jié)構(gòu)的全部反力和內(nèi)力都可靜力平衡方程求生，而 且得到的解答是唯一的。（滿足全部平衡條件的解答是靜定 結(jié)構(gòu)的唯一解答）2、靜定結(jié)構(gòu)派生性質(zhì)反力和內(nèi)力與支座移動、溫度改變、制造誤差無關(guān)這是因?yàn)殪o定結(jié)構(gòu)沒有多余約束，當(dāng)上述非荷載因素作用時(shí)， 結(jié)構(gòu)只能發(fā)生相對應(yīng)的自變形位移，而不產(chǎn)生反力和內(nèi)力.以上兩種現(xiàn)象也可以從靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理戰(zhàn)生答 案，即沒有荷載作用時(shí)，支座反力、任一截面的內(nèi)力均為零， 零內(nèi)力和零反力必然滿足各部分的靜力平衡條件，并且答案 唯一。反力和內(nèi)力與構(gòu)件材料，截面形狀和尺寸無關(guān)靜定結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力

10、只與結(jié)構(gòu)所受的荷載有關(guān)，而與構(gòu)件所用的 材料以及構(gòu)件截面的形狀和尺寸無關(guān)。靜定結(jié)構(gòu)的基本部分和附屬部分的受力特征靜定結(jié)構(gòu)在平衡力系作用下的局部平衡性靜定結(jié)構(gòu)在靜力等效荷載作用下的內(nèi)力局部變化性靜力等效荷載是指具有同一合力的各種荷載。荷載的等效變換就是將一種荷載變換成另一種與其靜力等效的荷載。對作用于靜定結(jié)構(gòu)莫一幾何不變部分上的荷載進(jìn)行等效變換時(shí)，只有該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，而其余 部分的反力和內(nèi)力均保持不變。結(jié)構(gòu)更幾何不變部分，在保持與結(jié)構(gòu)其他部分連接方式 不變的前提下，用另一方式組成的不變體代替，其他部分的 受力情況不變。第6頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)輔導(dǎo)資料六主 題：第五章

11、靜定平面桁架 學(xué)習(xí)時(shí)間：20XX年5月24日一5月30日內(nèi) 容：這周我們將學(xué)習(xí)第五章靜定平面桁架。第五章 靜定平面桁架本章的學(xué)習(xí)要求及需要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容如下：1、概述；2、掌握結(jié)點(diǎn)法；3、掌握截面法；4、掌握結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用；5、掌握組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算；6、熟悉靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性?；靖拍睿红o定平面桁架的內(nèi)力分析、內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖。知識點(diǎn)：組合結(jié)構(gòu)的求解。一、概述桁架是一種若干直桿在其兩端用較聯(lián)結(jié)而成的幾何不 變的較結(jié)鏈桿體系。在平面桁架中，通常引用如下假定： 各桿兩端用理想較相互聯(lián)結(jié)。各桿的軸線都是絕對平直，在同一平面內(nèi)并通過較結(jié)點(diǎn) 的中心。 荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上并位于桁架 平面

12、內(nèi)。桁架的各桿都是只承受軸力的二力桿。桁架的桿件，依其所在位置的不同，可分為弦桿和腹桿 兩大類。 弦桿可分為上弦桿和下弦桿。腹桿又分為豎桿和斜桿。弦桿上兩相鄰結(jié)點(diǎn)之間的區(qū)間稱為節(jié)間，其間距d稱為節(jié)間長度。實(shí)際桁架結(jié)點(diǎn)的構(gòu)造并非理想較結(jié)，如鋼桁架或混凝土桁架的桿件采用節(jié)點(diǎn)板或預(yù)埋鐵件焊接時(shí)，并不 是較結(jié)點(diǎn)；木桁架和鋼桁架采用螺栓連接時(shí)，其結(jié)點(diǎn)比較接 近于較結(jié)。而且各桿的軸線也不一定是理想直線，結(jié)點(diǎn)上各 桿的軸線也不一定完全交與一點(diǎn)。第1頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院桁架的分類按照桁架的外形分為平行弦桁架。折弦桁架。三角形桁架。按照支座反力的特點(diǎn)分為無推力桁架或梁式桁架。有推力桁架或拱式桁架。

13、按照桁架的幾何組成方式分為簡單桁架。基礎(chǔ)或一個(gè)基本較接三角形開始，依次增加二元體所組成的桁架。聯(lián)合桁架。幾個(gè)簡單桁架按照兩剛片相聯(lián)或三剛片相聯(lián)的組成規(guī)則所聯(lián)成的桁架。復(fù)雜桁架。第2頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院二、結(jié)點(diǎn)法取單結(jié)點(diǎn)為分離體，其受力圖為一平面匯交力系，它有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程。 為避免解聯(lián)立方程，應(yīng)從未知力不 超過兩個(gè)的結(jié)點(diǎn)開始計(jì)算。 求支座反力； 求各桿軸力；利用對稱性可得其它桿的軸力；利用D結(jié)點(diǎn)的平衡條件來校核。三、截面法取桁架中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)的部分為分離體，其 受力圖為一平面任意力系，可建立三個(gè)獨(dú)立的平衡方程。大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院A P P 2 C h P P3

14、 D 6a截面法可用來求指定桿件的內(nèi)力。對兩未知力交點(diǎn)取矩、沿與兩平行未知力垂直的方向投影列平衡方程， 可使一個(gè)方程中只含一個(gè)未知力。截面法中的特殊情況：當(dāng)所作截面截?cái)嗳陨系臈U件，除了1桿外，其余各桿均交于一點(diǎn)，則對 O點(diǎn)列矩方程可求生桿 1軸力。當(dāng)所作截面截?cái)嗳陨系臈U件，除了1桿外，其余各桿均互相平，則投影方程可求由1桿軸力。N1O第4頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院1四、結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用單獨(dú)使用結(jié)點(diǎn)法或截面法有時(shí)并不簡潔。為了尋找有效 的解題途徑，必須不拘先后地應(yīng)用結(jié)點(diǎn)法和截面法。那就是 要汪息：選擇合適的生發(fā)點(diǎn)，即從哪里計(jì)算最易達(dá)到計(jì)算目 標(biāo)；選擇合適的截面，即巧取分離

15、體，使由現(xiàn)的未知力 較少；選用合適的平衡方程，即巧取矩心和投影軸，并注意 列方程的先后順序，力求使每個(gè)方程中只含一個(gè)未知力。五、組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算組合結(jié)構(gòu)兩類桿件組成：二力桿：只承受軸力。梁式桿：同時(shí)承受彎矩、軸力、剪力組合結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中的屋架結(jié)構(gòu)、吊車 梁及橋梁建筑中的承重結(jié)構(gòu)。下?lián)问轿褰切挝菁茕摻罨炷两卿摰?頁 共6頁大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院高層建筑中，通過斜撐，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。同時(shí)也起到了跨間支撐作用。計(jì)算組合結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意：注意區(qū)分鏈桿和梁式桿； 前面關(guān)于桁架結(jié)點(diǎn)的一些特性對有梁式桿的結(jié)點(diǎn)不再適用； 一般先計(jì)算反力和 鏈桿的軸力，然后計(jì)算梁式桿的內(nèi)力；取分離體時(shí)，盡量不截

16、斷梁式桿。鏈桿是兩端是較、中間不受力、也無連結(jié)的直桿。對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用 N1=N2=0N1= - N2N1K N2 N1=N2K 0六、靜定結(jié)構(gòu)的靜力特性基本性質(zhì)派生性質(zhì)1、靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理：靜定結(jié)構(gòu)的全部反力和內(nèi)力都可靜力平衡方程求生，而 且得到的解答是唯一的。（滿足全部平衡條件的解答是靜定 結(jié)構(gòu)的唯一解答）2、靜定結(jié)構(gòu)派生性質(zhì)反力和內(nèi)力與支座移動、溫度改變、制造誤差無關(guān)這是因?yàn)殪o定結(jié)構(gòu)沒有多余約束，當(dāng)上述非荷載因素作用時(shí)，結(jié)構(gòu)只能發(fā)生相對應(yīng)的自變形位移，而不產(chǎn)生反力和內(nèi)力.以上兩種現(xiàn)象也可以從靜定結(jié)構(gòu)解答的唯一性定理戰(zhàn)生答案，即沒有荷載作用時(shí)，支座反力、任一截面的內(nèi)力均為零， 零內(nèi)力和零反力必然滿足各部分的靜力平衡條件，并且答案 唯一。反力和內(nèi)力與構(gòu)件材料，截面形狀和尺寸無關(guān)靜定結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力只與結(jié)構(gòu)所受的荷載有關(guān)，而與構(gòu)