結構力學教程 課件 第6章 靜定桁架和組合結構

第6章靜定桁架和組合結構了解靜定平面桁架的受力特點掌握靜定平面桁架內(nèi)力計算的方法：——結點法、截面法了解靜定組合結構的特點掌握靜定組合結構內(nèi)力計算的方法：教學目標6.1

桁架的特點和組成分類6.2結點法6.3截面法6.4結點法和截面法的聯(lián)合應用6.5組合結構教學內(nèi)容知識點桁架的特點和組成分類結點法截面法結點法和截面法的聯(lián)合應用組合結構6.1桁架的特點和組成分類知識點鋼屋架武漢長江大橋采用的桁架形式

定義:結點均為鉸結點的結構。桁架的結點為光滑的鉸結點。各桿的軸線均為直線且通過鉸心。荷載和支座反力都作用在結點上。

內(nèi)力計算中的基本假定桿的內(nèi)力主要是軸力。（1）桁架的特點和組成桁架的各部分名稱跨度L節(jié)間長度d桁高H下弦桿上弦桿腹桿斜桿豎桿簡單桁架:聯(lián)合桁架:復雜桁架:非前兩種為復雜桁架。按幾何組成分由基本鉸結三角形或基礎，依次增加二元體組成。由幾個簡單桁架聯(lián)合組成的幾何不變的鉸結體系。（2）桁架的分類按不同特征分平行弦桁架折弦桁梁三角形桁架梯形桁架（3）桁架桿件的軸力正負號：拉為正NNllylxαNNyNxα6.2結點法知識點（1）結點法定義及計算步驟結點法：在計算桁架桿件軸力時，截取某個結點為隔離體，結點上的荷載和各桿軸力組成的力系為平面匯交力系，利用匯交力系平衡條件計算各桿的未知軸力。

結點法最適合于計算簡單桁架全部桿件的軸力。結點計算順序：

HGFEDC15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求桿FC的內(nèi)力。分析：結點法NFCNFEF隔離體：結點F15NFGNGFNGEG15kN結點G15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ABGCDEF結點法NGFNGEG15kN隔離體：結點G⌒

壓力15kN15kN15kN4m4m4m3mABGCDEFNFCNFEF隔離體：結點F15-20壓力15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3mNDBNDCD隔離體：結點DNDE內(nèi)力為零的桿=0（2）零桿N1N2L形結點N1N3N2T形結點=0=0=0

零桿的判斷00000000006.3截面法知識點（1）截面法定義及計算步驟截面法：用截面切斷擬求桿件,取桁架截出的一部分作為隔離體(隔離體應包含兩個以上的結點)。隔離體上所作用的荷載和桁架桿件軸力為平面一般力系，利用平面一般力系的三個獨立的平衡方程，可計算所切各桿的未知軸力。

結點法適合于計算聯(lián)合桁架某些桿件的軸力。15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求桿FC的內(nèi)力。ⅠⅠ分析：截面法截—代—平NEDNECNFCGEF15kN15kNⅠⅠ15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ⅠⅠABGCDEF截面法壓力GEF15kN15kNⅠⅠNEDNECNFC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時，則此桿件為該截面的截面單桿。Oy截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體平衡條件求出（2）截面單桿1.求圖示平面桁架結構中指定桿件a～d的內(nèi)力。AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd解：（1）求支座反力示例AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（2）求內(nèi)力2’1’12P

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcdB454’Pde（2）求內(nèi)力

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（3）求內(nèi)力kB45P2d

求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面)（3）拓展00對稱性正對稱性反對稱性000006.4結點法和截面法的聯(lián)合應用知識點例：求圖示平面桁架結構中指定桿件3的內(nèi)力。分析：單一結點法、截面法無法求解計算過程：截面法的桿1，截面法得桿2，結點法得桿3（1）支座反力VAVBHA（2）截面法m-m截面，求N1124N1124（2）截面法n-n截面，求N2N1N21.522.56.5組合結構知識點由兩類受力性質(zhì)不同的桿件所組成的結構。一類是僅承受軸力的二力桿，另一類是承受彎矩、剪力和軸力的梁式桿。屋架（1）組合結構的特點加固工程橋梁高層建筑截面法區(qū)分桁架桿件和受彎桿件。選取脫離體時不要切斷受彎桿件。先計算桁架桿件，后計算受彎桿件。（2）內(nèi)力計算方法例：繪制內(nèi)力圖軸力圖剪力圖彎矩圖hhhA