第二部分靜定結構受力分析第五章靜定桁架課件

1、第二部分 靜定結構受力分析第五章 靜定桁架(Statically determinate trusses)第二部分 靜定結構受力分析第五章 靜定桁架(Statica主內力:按計算簡圖計算出的內力次內力:實際內力與主內力的差值簡圖與實際的偏差：并非理想鉸接； 并非理想直桿； 并非只有結點荷載；5-1 、概述桁架-直桿鉸接體系.荷載只在結點作用， 所有桿均為只有軸力的二力桿 .1.桁架的計算簡圖主內力:按計算簡圖計算出的內力簡圖與實際的偏差：并非理想鉸接2.桁架的分類按幾何組成分類： 簡單桁架在基礎或一個鉸結三角形上依次加二元體構成的 聯(lián)合桁架由簡單桁架按基本組成規(guī)則構成 復雜桁架非上述兩種方式組

2、成的靜定桁架簡單桁架簡單桁架聯(lián)合桁架復雜桁架2.桁架的分類按幾何組成分類：簡單桁架簡單桁架聯(lián)合桁架復雜桁5-2 、結點法 取隔離體時,每個隔離體只包含一個結點的方法. 隔離體上的力是平面匯交力系,只有兩個獨立的平衡方程可以利用,固一般應先截取只包含兩個未知軸力桿件的結點.1.求支座反力5-2 、結點法 取隔離體時,每個隔離體只包含一個 其它桿件軸力求法類似. 求出所有軸力后,應把軸力標在桿件旁. 1.求支座反力2.取結點A3.取結點C4.取結點D 其它桿件軸力求1.求支座反力2.取結點A3.取結點C結點法列力矩方程取結點A結點法列力矩方程取結點A結點法列力矩方程取結點D結點法列力矩方程取結點D

3、 對于簡單桁架,若與組成順序相反依次截取結點,可保證求解過程中一個方程中只含一個未知數(shù).結點單桿:利用結點的一個平衡方程可求出內力的桿件單桿單桿 對于簡單桁架,若與組成順序相零桿:軸力為零的桿例:試指出零桿練習:試指出零桿受力分析時可以去掉零桿,是否說該桿在結構中是可有可無的?零桿:軸力為零的桿例:試指出零桿練習:試指出零桿受力分析時可練習:試指出零桿練習:試指出零桿第二部分靜定結構受力分析第五章靜定桁架課件5-3 、截面法 有些情況下,用結點法求解不方便,如:截面法:隔離體包含不少于兩個結點. 隔離體上的力是一個平面任意力系,可列出三個獨立的平衡方程.取隔離體時一般切斷的未知軸力的桿件不多余

4、三根.5-3 、截面法 有些情況下,用結點法求解不方便,如:截面5-3 、截面法 解: 1.求支座反力2.作1-1截面,取右部作隔離體3.作2-2截面,取左部作隔離體5-3 、截面法 解: 1.求支座反力2.作1-1截面截面單桿: 用截面切開后，通過一個方程可求出內力的桿.截面上被切斷的未知軸力的桿件只有三個,三桿均為單桿.截面上被切斷的未知軸力的桿件除一個外交于一點,該桿為單桿.截面單桿: 用截面切開后，通過一個方程可求出內力的桿.截截面法計算步驟: 1.求反力； 2.判斷零桿； 3.合理選擇截面，使待求內力的桿為單桿； 4.列方程求內力5-4 、結點法與截面法的聯(lián)合應用 截面法計算步驟:5

5、-4 、結點法與截面法的聯(lián)合應用 對稱性的利用 對稱結構:幾何形狀和支座對某軸對稱的結構.對稱荷載:作用在對稱結構對稱軸兩側,大小相等,方向和作 用點對稱的荷載反對稱荷載:作用在對稱結構對稱軸兩側,大小相等,作用點 對稱,方向反對稱的荷載對稱荷載反對稱荷載對稱性的利用 對稱結構:幾何形狀和支座對某軸對稱的結構.對稱對稱性的利用 對稱結構的受力特點:在對稱荷載作用下內力是對稱的, 在反對稱荷載作用下內力是反對稱的.對稱平衡反對稱平衡對稱性的利用 對稱結構的受力特點:在對稱荷載作用下內力是對稱對稱性的利用 例:試求圖示桁架A支座反力.對稱荷載反對稱荷載000BC0對稱性的利用 例:試求圖示桁架A支

6、座反力.對稱荷載反對稱荷載對稱性的利用 例:試求圖示桁架各桿內力.對稱性的利用 例:試求圖示桁架各桿內力.一、組合結構的受力特點先算二力桿，后算彎曲桿 .由兩類構件組成: 彎曲桿(梁式桿) 二力桿(桁架桿)；二、組合結構的受力分析5-5 靜 定 組 合 結 構(Statically determinate composite structures)一、組合結構的受力特點先算二力桿，后算彎曲桿 .由兩類構件組例:作圖示結構內力圖MQN+一例:作圖示結構內力圖MQN+一一.靜定結構基本性質滿足全部平衡條件的解答是靜定結構的 唯一解答證明的思路： 靜定結構是無多余聯(lián)系的幾何不變體系，用剛體虛位移原理

7、求反力或內力，解除約束以“力”代替后，體系成為單自由度系統(tǒng)，一定能發(fā)生與需求“力”對應的虛位移，因此體系平衡時由外力的總虛功等于零一定可以求得“力”的唯一解答。2-6 靜定結構總論 Statically determinate structures general introduction一.靜定結構基本性質滿足全部平衡條件的解答是靜定結構的 證靜定結構P解除約束,單自由度體系PMPM體系發(fā)生虛位移剛體虛位移原理的虛功方程P - M =0可唯一地求得 :M= P /P超靜定結構PMR解除約束,單自由度體系PMR體系發(fā)生虛位移剛體虛位移原理的虛功方程M不能唯一確定 靜定結構滿足全部平衡條件的解答

8、是唯一的. 超靜定結構滿足全部平衡條件的解答不是唯一的.靜定結構P解除約束,單自由度體系PMPM體系發(fā)生虛剛體虛二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力3. 在結構某幾何不變部分上荷載做等效變換時，荷載變化部分之外的反力、內力不變二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力二.靜定結構派生性質1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力3. 在結構某幾何不變部分上荷載做等效變換時，荷載變化部