結(jié)構(gòu)力學(xué)課件：靜定結(jié)構(gòu)的受力分析（剛架-組合結(jié)構(gòu)）

靜定平面剛架教學(xué)要求：了解剛架的特點(diǎn)。掌握剛架的支座反力和截面內(nèi)力的計(jì)算。掌握剛架內(nèi)力圖的繪制。主要內(nèi)容：

剛架的特點(diǎn)

剛架的內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力圖

靜定平面剛架1.剛架的特點(diǎn)（1）平面剛架的定義剛架：由若干根直桿（梁和柱）用剛結(jié)點(diǎn)（部分可為鉸結(jié)點(diǎn)）所組成的結(jié)構(gòu)。平面剛架：組成剛架的各桿的軸線和外力在同一平面。剛結(jié)點(diǎn)鉸結(jié)點(diǎn)

靜定平面剛架特點(diǎn)（2）靜定平面剛架的分類懸臂剛架簡(jiǎn)支剛架三鉸剛架火車(chē)站站臺(tái)起重機(jī)的剛支架小型廠房、倉(cāng)庫(kù)

靜定平面剛架分類內(nèi)部空間大，便于利用。剛結(jié)點(diǎn)處各桿不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而各桿件的夾角始終保持不變。剛結(jié)點(diǎn)處可以承受和傳遞彎矩。（3）剛架的特點(diǎn)

靜定平面剛架特點(diǎn)內(nèi)力類型：彎矩、剪力、軸力計(jì)算方法：截面法內(nèi)力的符號(hào)規(guī)定：

彎矩：彎矩圖畫(huà)在受拉一側(cè)。

剪力：使桿段順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。

軸力：拉力為正。2.剛架的內(nèi)力計(jì)算

靜定平面剛架內(nèi)力計(jì)算1m（1）計(jì)算支座反力計(jì)算步驟：（4）結(jié)點(diǎn)校核（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力2m4kN/mABVAHAMA

靜定平面剛架實(shí)例1CABC4kN/mAB42CN(kN)ABCQ(kN)實(shí)例11m2m4kN/mAB42CABCM(kN·m)實(shí)例11m2m2m2m4kN/mVAHAVC

靜定平面剛架實(shí)例22m2m4kN/m484實(shí)例22m2mN(kN)2m2m4kN/m484實(shí)例22m2mQ(kN)2m2m4kN/m484實(shí)例22m2mM(kN·m)1m1mABC8kN/m1mDE

靜定平面剛架實(shí)例3VAHAVBHB實(shí)例31m1mABC8kN/mDE62221mABCDEN(kN)實(shí)例31m1mABC8kN/mDE62221mABCDEQ(kN)實(shí)例31m1mABC8kN/mDE62221mABCDEM(kN·m)1m1mABC8kN/m1mDE

靜定平面剛架課堂討論VAHAVBHB2m1m1mABC8kN/m1mDE8442mABCDE

靜定平面剛架課堂討論N(kN)1m1mABC8kN/m1mDE8442mABCDE

靜定平面剛架課堂討論Q(kN)1m1mABC8kN/m1mDE8442mABCDE

靜定平面剛架課堂討論M(kN·m)剛架特點(diǎn)剛結(jié)點(diǎn)處各桿件的夾角始終保持不變，主要內(nèi)力是彎矩；剛架內(nèi)力圖繪制的解題步驟求支座反力，桿端內(nèi)力，作內(nèi)力圖。

靜定平面剛架小結(jié)

靜定平面桁架桁架的特點(diǎn)和組成桁架內(nèi)力計(jì)算方法教學(xué)要求：主要內(nèi)容：了解靜定平面桁架的受力特點(diǎn)。掌握靜定平面桁架內(nèi)力計(jì)算的方法：——結(jié)點(diǎn)法、截面法3-4靜定平面桁架鋼屋架3-4靜定平面桁架武漢長(zhǎng)江大橋采用的桁架形式1.桁架的特點(diǎn)和組成

定義:結(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。桁架的結(jié)點(diǎn)為光滑的鉸結(jié)點(diǎn)。各桿的軸線均為直線且通過(guò)鉸心。荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上。

內(nèi)力計(jì)算中的基本假定桿的內(nèi)力主要是軸力。3-4靜定平面桁架特點(diǎn)和組成桁架的各部分名稱跨度L節(jié)間長(zhǎng)度d桁高H下弦桿上弦桿腹桿斜桿豎桿3-4靜定平面桁架名稱簡(jiǎn)單桁架:聯(lián)合桁架:復(fù)雜桁架:非前兩種為復(fù)雜桁架。按幾何組成分由基本鉸結(jié)三角形或基礎(chǔ)，依次增加二元體組成。由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架聯(lián)合組成的幾何不變的鉸結(jié)體系。3-4靜定平面桁架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3-4靜定平面桁架分類15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求桿FC的內(nèi)力。ⅠⅠ分析：截面法截—代—平NEDNECNFCGEF15kN15kNⅠⅠ內(nèi)力計(jì)算方法3-4靜定平面桁架NEDNECNFCGEF15kN15kNⅠⅠ4m3m分析：結(jié)點(diǎn)法NFCNFEF隔離體：結(jié)點(diǎn)F15NFGNGFNGEG15kN結(jié)點(diǎn)G15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m3-4靜定平面桁架結(jié)點(diǎn)法NFCNFEF15NFGNGFNGEG15kN結(jié)點(diǎn)G4m3m15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3mNDBNDCD隔離體：結(jié)點(diǎn)DNDE內(nèi)力為零的桿零桿=03-4靜定平面桁架零桿N1N2L形結(jié)點(diǎn)N1N3N2T形結(jié)點(diǎn)=0=0=03-4靜定平面桁架零桿

零桿的判斷00003-4靜定平面桁架零桿

零桿的判斷0000003-4靜定平面桁架零桿01.求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件a～d的內(nèi)力。AB123451’2’3’4’6×3m2m8kNabcd解：（1）求支座反力（2）求內(nèi)力

3-4靜定平面桁架實(shí)例4m8kN882’1’1288（2）求內(nèi)力

AB123451’2’3’4’6×3m8kNabcd4m8kN88B454’882m（3）求內(nèi)力k6mⅢⅢAB123451’2’3’4’6×3m8kNabcd4m8kN88B4586m82m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(diǎn)時(shí)，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3-4靜定平面桁架截面單桿3-4靜定平面桁架討論求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面)求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面)3-4靜定平面桁架討論3-4靜定平面桁架討論求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面)3-4靜定平面桁架討論求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面)00對(duì)稱性3-4靜定平面桁架零桿求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需說(shuō)明解題思路)000003-4靜定平面桁架零桿求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需說(shuō)明解題思路)2P正對(duì)稱性PP反對(duì)稱性PP3-5組合結(jié)構(gòu)31結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——桁架和梁屋架3-5組合結(jié)構(gòu)加固工程橋梁3-5組合結(jié)構(gòu)高層建筑3-5組合結(jié)構(gòu)32內(nèi)力計(jì)算——截面法區(qū)分桁架桿件和受彎桿件。選取脫離體時(shí)不要切斷受彎桿件。先計(jì)算桁架桿件，后計(jì)算受彎桿件。3-5組合結(jié)構(gòu)3-5組合結(jié)構(gòu)實(shí)例14m4m4m4m3m3/4kN/m例：繪制內(nèi)力圖ABCDEFG4m4m3/4kN/mBCEG6NDENCGQCG4m4m4m4m3m3/4kN/mABCDEFGQ(kN)6810-6-84m4m4m4m3m3/4kN/mABCDEFGN(kN)M(kN·m)6810-6例：繪制內(nèi)力圖3-5組合結(jié)構(gòu)實(shí)例2討論：hhhAAAMA大小3-5組合結(jié)構(gòu)討論3-6三鉸拱桿軸線為曲線；在豎向荷載作用下產(chǎn)生水平反力。3-6三鉸拱應(yīng)用橋梁，也適用于寬敞的大廳，如禮堂、展覽館、體育館和商場(chǎng)等。3-6三鉸拱類型三鉸拱兩鉸拱無(wú)鉸拱拉桿拱

拱的各部分名稱跨度L起拱線拱頂拱高?拱趾拱趾拱軸線高跨比3-6三鉸拱1.內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力類型計(jì)算方法截面法M、Q、N軸力壓為正順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正內(nèi)側(cè)受拉為正3-6三鉸拱支座反力：平衡方程，同三鉸剛架內(nèi)力計(jì)算：平衡方程支座反力3-6三鉸拱內(nèi)力計(jì)算3-6三鉸拱例：三鉸拱的軸線為拋物線：試求支座反力，D截面的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖。(1)支座反力實(shí)例3-6三鉸拱截面D的幾何參數(shù)：(2)內(nèi)力的計(jì)算7665(3)內(nèi)力圖實(shí)例3-6三鉸拱實(shí)例3-6三鉸拱(3)內(nèi)力圖在給定的荷載作用下，拱上各截面的彎矩均為零。2.合理軸線3-6三鉸拱例：試求圖示三鉸拱的合理拱軸線。3-6三鉸拱合理拱軸線均勻分布的水壓力，合理軸線是園弧曲線。q填土荷載，填土表面為一水平面，合理軸線是懸鏈線。qc+.ffxyyy*3-6三鉸拱合理拱軸線3-7靜定結(jié)構(gòu)的基本特征教學(xué)目標(biāo)：理解靜定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和分析方法；掌握靜定結(jié)構(gòu)的基本特征。（1）梁和剛架由受彎直桿（梁式桿）組成。（2）桁架和組合結(jié)構(gòu)

桁架由只受軸力的鏈桿組成；

組合結(jié)構(gòu)由梁式桿和鏈桿組成。（3）三鉸拱

豎向荷載作用下有水平支座反力的結(jié)構(gòu)。1.靜定結(jié)構(gòu)常見(jiàn)形式及受力特點(diǎn)3-7靜定結(jié)構(gòu)的基本特征隔離體、建立平衡方程的方法2.靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法支座反力和內(nèi)力計(jì)算無(wú)多余約束幾何構(gòu)造：靜力平衡：平衡條件可確定唯一解3.靜定結(jié)構(gòu)的基本特征3-7靜定結(jié)構(gòu)的基本特征（1）

支座移動(dòng)、制造誤差和溫度改變等因素在靜定結(jié)構(gòu)中不引起內(nèi)力。支座B下沉桿AC稍有縮短桿AB溫度改變3-7靜定結(jié)構(gòu)的基本特征（2）靜定結(jié)構(gòu)的局部平衡特性圖(a)中梁AB是幾何不變部分，它自身與荷載維持平衡，因而梁BC無(wú)內(nèi)力。圖(b)中桿AB承受任意平衡力系時(shí)，只有桿AB產(chǎn)生內(nèi)力，其余各桿都是零桿。3-7靜定結(jié)構(gòu)的基本特征（3）

靜定結(jié)構(gòu)的荷載等效性圖(a)中的荷載F