結(jié)力I 03 3 靜定結(jié)構(gòu)受力分析(桁架)課件

1靜定結(jié)構(gòu)的受力分析第三章§3-3靜定平面剛架受力分析§3-4靜定平面桁架受力分析§3-1梁的內(nèi)力計算回顧§3-2靜定多跨梁受力分析§3-5組合結(jié)構(gòu)受力分析§3-6三鉸拱受力分析§3-7隔離體方法及截取順序優(yōu)選§3-8虛位移原理11靜定結(jié)構(gòu)的受力分析第三章§3-3靜定平面剛架受力分析§§3-4靜定桁架受力分析3-4-1桁架特點和組成2§3-4靜定桁架受力分析3-4-1桁架特點和組成21、桁架(Truss)的構(gòu)成掏空的梁——桁架可以看成是從梁衍化而來31、桁架(Truss)的構(gòu)成掏空的梁——桁架可以看成是從2、桁架的計算簡圖上弦桿腹桿下弦桿ABCFPFPFPDE42、桁架的計算簡圖上弦桿腹桿下弦桿ABCFPFPABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架簡圖假設(shè)：理想光滑鉸接；直桿且過鉸心；

力只作用在結(jié)點。桁架是由鏈桿組成的格構(gòu)體系，當(dāng)荷載僅作用在結(jié)點上時，桿件僅承受軸向力，截面上只有均勻分布的正應(yīng)力。5ABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架簡圖假設(shè)：桁架計算簡圖與實際結(jié)構(gòu)的偏差并非鉸接（結(jié)點有較大剛性）并非直桿（部分桿件為曲的，軸線未必匯交）并非只有結(jié)點荷載（但可進行靜力等效處理）6計算簡圖與實際結(jié)構(gòu)的偏差并非鉸接（結(jié)點有較大剛性）6主內(nèi)力:按計算簡圖計算出的內(nèi)力次內(nèi)力:實際內(nèi)力與主內(nèi)力的差值梁和剛架以承受彎矩為主，因而截面應(yīng)力分布不均勻，材料不能得到充分利用；桁架桿承受軸力為主，可克服梁和剛架的不足。

優(yōu)點：內(nèi)力組成：次內(nèi)力遠小于主內(nèi)力7主內(nèi)力:按計算簡圖計算出的內(nèi)力梁和剛架以承受彎矩為主，因而截3.桁架的分類（按幾何構(gòu)造）1、簡單桁架2、聯(lián)合桁架3、復(fù)雜桁架計算方法：結(jié)點法、截面法或結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用。83.桁架的分類（按幾何構(gòu)造）1、簡單桁架2、聯(lián)合桁架3、復(fù)雜分析時的注意事項：1、盡量建立獨立方程：選取包含等于兩個未知數(shù)的結(jié)點。2、避免使用三角函數(shù)llxlyNNNXYNl=Xlx=Yly3、假設(shè)拉力為正+3-4-2結(jié)點法9分析時的注意事項：1、盡量建立獨立方程：選取包含等于兩個未知123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN一、平面匯交力系 N13N121X13Y13345結(jié)點18024060N23N24結(jié)點23406080N35X34Y34N34結(jié)點3-100604060-905010123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN80606040604030+-900-902015+75758075100--11123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN二、結(jié)點單桿概念P結(jié)點平面匯交力系中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均共線時，則此桿件稱為該結(jié)點的結(jié)點單桿。結(jié)點單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)靜力平衡條件求出。V結(jié)點T結(jié)點K結(jié)點零桿12二、結(jié)點單桿概念P結(jié)點平面匯交力系中，除某一桿件外，關(guān)于零桿的判斷分析桁架內(nèi)力時，如首先確定其中的零桿，這對后續(xù)分析往往有利。判斷原則：1）“V”型結(jié)點：無荷載時兩根零桿；荷載與一桿共線時，另一桿為零桿。2）“T”型結(jié)點：無荷載，一根零桿。3）“K”型結(jié)點：對稱荷載作用下的對稱結(jié)構(gòu)的對稱位置的“K”結(jié)點，無荷載作用時2根零桿。13關(guān)于零桿的判斷131234567891011ABCD例1.試指出零桿。問題：能否去掉零桿?ABC意義：簡化計算141234567891011ABCD例1.試指出零桿。問題：FP試指出哪些桿是零桿？思考題FPFPFP15FP試指出哪些桿是零桿？思考題FPFPFP15習(xí)題：試指出零桿。習(xí)題3-5(a)習(xí)題3-5(d)oooo共4根零桿oooooo共6根零桿16習(xí)題：試指出零桿。習(xí)題3-5(a)習(xí)題3-5(d)oFPFP/2FP/2FP/2FP/2對稱平衡反對稱平衡外載分組CDEFGABCDEFGABCDEFGABCCFGFG提高題：利用結(jié)構(gòu)對稱性判斷零桿、簡化計算。17FPFP/2FP/2FP/2FP/2對稱平衡反對稱平衡外載分一、平面一般力系 Oy截面單桿：任意隔離體中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均相交于一點（或彼此平行）時，則此桿件稱為該截面的截面單桿。截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體平衡條件求出。3-4-3截面法18一、平面一般力系 Oy截面單桿：任意隔離體中，除某一桿件外AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(1)求支座反力例1、求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。19AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2’1’12P20AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3)B454’Pde21AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde4’B45Pk2d2d(4)22AB123451’2’3’4’6ddPPPabcdeABCDP1P212N1DABCDP1P22N2例1、求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。23ABCDP1P212N1DABCDP1P22N2PABRARBRB。kPP。kP二、特殊截面簡單桁架——一般采用結(jié)點法計算；聯(lián)合桁架——一般采用截面法計算。24PABRARBRB。kPP。kP二、特殊截面簡單桁架——3-4-4結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用為了使計算簡捷應(yīng)注意：1）選擇一個合適的出發(fā)點；2）選擇合適的隔離體；3）選擇合適的平衡方程CDT1.3P0.5PPT0.5P例：計算桁架中a桿的內(nèi)力。由結(jié)點TDP由截面-右1.25PF由截面-上ABCDEFGHKT2d2d2d2ddd1.3P0.5PPaEnd253-4-4結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用為了使計算簡捷應(yīng)注意：126靜定結(jié)構(gòu)的受力分析第三章§3-3靜定平面剛架受力分析§3-4靜定平面桁架受力分析§3-1梁的內(nèi)力計算回顧§3-2靜定多跨梁受力分析§3-5組合結(jié)構(gòu)受力分析§3-6三鉸拱受力分析§3-7隔離體方法及截取順序優(yōu)選§3-8虛位移原理261靜定結(jié)構(gòu)的受力分析第三章§3-3靜定平面剛架受力分析§§3-4靜定桁架受力分析3-4-1桁架特點和組成27§3-4靜定桁架受力分析3-4-1桁架特點和組成21、桁架(Truss)的構(gòu)成掏空的梁——桁架可以看成是從梁衍化而來281、桁架(Truss)的構(gòu)成掏空的梁——桁架可以看成是從2、桁架的計算簡圖上弦桿腹桿下弦桿ABCFPFPFPDE292、桁架的計算簡圖上弦桿腹桿下弦桿ABCFPFPABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架簡圖假設(shè)：理想光滑鉸接；直桿且過鉸心；

力只作用在結(jié)點。桁架是由鏈桿組成的格構(gòu)體系，當(dāng)荷載僅作用在結(jié)點上時，桿件僅承受軸向力，截面上只有均勻分布的正應(yīng)力。30ABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架簡圖假設(shè)：桁架計算簡圖與實際結(jié)構(gòu)的偏差并非鉸接（結(jié)點有較大剛性）并非直桿（部分桿件為曲的，軸線未必匯交）并非只有結(jié)點荷載（但可進行靜力等效處理）31計算簡圖與實際結(jié)構(gòu)的偏差并非鉸接（結(jié)點有較大剛性）6主內(nèi)力:按計算簡圖計算出的內(nèi)力次內(nèi)力:實際內(nèi)力與主內(nèi)力的差值梁和剛架以承受彎矩為主，因而截面應(yīng)力分布不均勻，材料不能得到充分利用；桁架桿承受軸力為主，可克服梁和剛架的不足。

優(yōu)點：內(nèi)力組成：次內(nèi)力遠小于主內(nèi)力32主內(nèi)力:按計算簡圖計算出的內(nèi)力梁和剛架以承受彎矩為主，因而截3.桁架的分類（按幾何構(gòu)造）1、簡單桁架2、聯(lián)合桁架3、復(fù)雜桁架計算方法：結(jié)點法、截面法或結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用。333.桁架的分類（按幾何構(gòu)造）1、簡單桁架2、聯(lián)合桁架3、復(fù)雜分析時的注意事項：1、盡量建立獨立方程：選取包含等于兩個未知數(shù)的結(jié)點。2、避免使用三角函數(shù)llxlyNNNXYNl=Xlx=Yly3、假設(shè)拉力為正+3-4-2結(jié)點法34分析時的注意事項：1、盡量建立獨立方程：選取包含等于兩個未知123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN一、平面匯交力系 N13N121X13Y13345結(jié)點18024060N23N24結(jié)點23406080N35X34Y34N34結(jié)點3-100604060-905035123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN80606040604030+-900-902015+75758075100--36123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN二、結(jié)點單桿概念P結(jié)點平面匯交力系中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均共線時，則此桿件稱為該結(jié)點的結(jié)點單桿。結(jié)點單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)靜力平衡條件求出。V結(jié)點T結(jié)點K結(jié)點零桿37二、結(jié)點單桿概念P結(jié)點平面匯交力系中，除某一桿件外，關(guān)于零桿的判斷分析桁架內(nèi)力時，如首先確定其中的零桿，這對后續(xù)分析往往有利。判斷原則：1）“V”型結(jié)點：無荷載時兩根零桿；荷載與一桿共線時，另一桿為零桿。2）“T”型結(jié)點：無荷載，一根零桿。3）“K”型結(jié)點：對稱荷載作用下的對稱結(jié)構(gòu)的對稱位置的“K”結(jié)點，無荷載作用時2根零桿。38關(guān)于零桿的判斷131234567891011ABCD例1.試指出零桿。問題：能否去掉零桿?ABC意義：簡化計算391234567891011ABCD例1.試指出零桿。問題：FP試指出哪些桿是零桿？思考題FPFPFP40FP試指出哪些桿是零桿？思考題FPFPFP15習(xí)題：試指出零桿。習(xí)題3-5(a)習(xí)題3-5(d)oooo共4根零桿oooooo共6根零桿41習(xí)題：試指出零桿。習(xí)題3-5(a)習(xí)題3-5(d)oFPFP/2FP/2FP/2FP/2對稱平衡反對稱平衡外載分組CDEFGABCDEFGABCDEFGABCCFGFG提高題：利用結(jié)構(gòu)對稱性判斷零桿、簡化計算。42FPFP/2FP/2FP/2FP/2對稱平衡反對稱平衡外載分一、平面一般力系 Oy截面單桿：任意隔離體中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均相交于一點（或彼此平行）時，則此桿件稱為該截面的截面單桿。截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體平衡條件求出。3-4-3截面法43一、平面一般力系 Oy截面單桿：任意隔離體中，除某一桿件外AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(1)求支座反力例1、求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。44AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2’1’12P45AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3)B45