結(jié)構(gòu)力學(xué)靜定桁架（PPT36頁）-工程設(shè)計經(jīng)驗交流

1、3.5 靜定桁架,1 桁架的特點和組成分類,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，是最理想的一種結(jié)構(gòu)形式,理想桁架,1）桁架的結(jié)點都是光滑無摩擦的鉸結(jié)點,2）各桿的軸線都是直線，并通過鉸的中心,3）荷載和支座反力都作用在結(jié)點上,上弦桿,腹桿,下弦桿,主應(yīng)力、次應(yīng)力,1. 按外形分內(nèi)力分布有所不同 1） 平行弦桁架 2） 三角形桁架 3） 折線桁架 4） 梯形桁架,桁架的分類,2.按豎向荷載引起的反力分水平反力的影響 1） 梁式桁架 2） 拱式桁架,3. 按幾何構(gòu)造,1）簡單桁架,2）聯(lián)合桁架,3）復(fù)雜桁架,桁架的分類,2 結(jié)點法,分析

2、時的注意事項,1、盡量建立獨立方程,W=2j-b=0,方程式數(shù),未知內(nèi)力數(shù),2、避免使用三角函數(shù),l,lx,ly,X,Y,N,l,X,lx,Y,ly,3、假設(shè)拉力為正,結(jié)點數(shù),桿件數(shù),1,2,3,4,5,6,7,8,43m=12m,4m,40kN,60kN,80kN,H=0,一、平面匯交力系,N13,N12,X13,Y13,結(jié)點1,80,2,40,60,N23,N24,結(jié)點2,3,40,60,80,N35,X34,Y34,N34,結(jié)點3,100,60,40,60,90,50,80,_,60,60,40,60,40,30,90,0,90,20,15,75,75,80,75,_,100,二、結(jié)點單

3、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,L型結(jié)點,T型結(jié)點,X型結(jié)點,K型結(jié)點,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A,B,C,D,找出桁架中的零桿,0,0,0,0,0,0,0,0,8根,0,0,0,0,0,0,0,7根,0,0,0,0,0,0,0,9根,0,0,返回,NAB,NED=0 （,N1=N20 N1=N2 N1N2 N1=N2=0,C,AC=BC,作業(yè)：3-17，3-18（a,利用組成規(guī)律可以兩種方式構(gòu)造一般的結(jié)構(gòu),1）從基礎(chǔ)出發(fā)構(gòu)造,2）從內(nèi)部剛片出發(fā)構(gòu)造,

4、一、 平面一般力系,O,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（或相互平行）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)隔離體矩平衡條件求出,3 截面法,投影法,力矩法,力矩法 矩心：除所求力外的其他個未知力的均交于一點，取其交點為矩心,投影法,投影軸：除所求力外的其它個未知力均平行，取其垂線為投影軸,a,b,c,d,e,1,例1、求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力,2,4,k,3,例2：求桁架中指定桿件的軸力,解,取截面以左為分離體,N1,N2,N3,MD=3N1+P/26=0,得 N1=P,MC=2X3P/22=0,得 X3=P/2,N3=

5、X3/44.12=0.52P,X=N1+X2+X3=0,X2=P/2,N2=5X2/4=5P/8,返回,N1,D,N2,例3,RB,k,P,k,P,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,B,例4：求桁架中a桿件的軸力,返回,4結(jié)點法和截面法的聯(lián)合應(yīng)用,結(jié)點法 優(yōu)點：適用于簡單、特殊結(jié)點 缺點：只適用于簡單桁架，結(jié)點未知力數(shù)不能超過兩個。 截面法 力矩法 優(yōu)點：當(dāng)截面截斷n根桿，其中n-1根桿相交，求另一桿。 缺點：未知力相互平行時，不宜使用。 投影法 優(yōu)點：當(dāng)截面截斷n根桿，其中n-1根桿平行，求另一桿。 缺點：未知力相互相交時，不宜使用,4 結(jié)點法與截面法的

6、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,例： 計算桁架中a桿的內(nèi)力,由結(jié)點T,1.25P,F,5 組合結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土,型鋼,鋼筋混凝土,型鋼,1.組合結(jié)構(gòu)的組成 由軸力桿件和梁式桿件組成。 軸力桿件：兩端鉸接的鏈桿，內(nèi)力：軸力 梁式桿件：受彎構(gòu)件，內(nèi)力：彎矩、剪力、軸力。 2.計算步驟： 1） 先計算軸力桿的內(nèi)力； 2） 再計算梁式桿的內(nèi)力。計算方法：截面法,RA=6,15,15,3.5,A,F,C,2.5,15,3.5,15,Y=0,彎矩,由F以右,0.25m,剪力與軸力,0.75,0.75,M圖( kN.m,0.75,3.5

7、,剪力與軸力,如截面A,2.5,15,A,Y,H,1.24,1.75,1.74,1.25,_,Q圖 (kN,_,15.15,14.96,15.17,14.92,N圖 (kN,討論:影響屋架內(nèi) 力圖的主要原因 有兩個: 高跨比f /l 高跨比越小軸力 NDE=MC0/ f 越大屋架軸力也 越大,f1與f2的關(guān)系 當(dāng)高度f 確定 后，內(nèi)力狀態(tài)隨 f1與 f2的比例不 同而變,弦桿軸力變化 幅度不大，但上弦桿彎矩變化幅度很大,返回,習(xí)題,1.求圖示桁架中AD、BE桿的軸力,取截面以上,取截面以上,取截面以上,2.求圖示桁架指定桿軸力,解： 找出零桿如圖示,0,0,0,0,0,0,由D點,1-1以右,C點,1、弦桿,MB=N16+（2PP/2）4=0 N1= P,ME=N46 （2PP/2）4=0 N4= P,N1= P,N4= P,2、斜桿 結(jié)點H為K型結(jié)點。 N6=N5 再由Y=0 得：Y5Y6+2