第5章静定桁架和组合结构ppt课件.ppt

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1、结构力学STRUCTUREMECHANICS第5章第5章静定桁架和组合结构5.1桁架的特点和组成分类一、桁架的简化计算1、桁架是一种重要的结构形式（厂房屋顶、桥梁等）。2、在结点荷载作用下，桁架各杆以承受轴力为主。3、取桁架计算简图时采用的假定：（1）各杆两端用理想铰联结；（2）各杆轴线绝对平直，在同一平面内且通过铰的中心。（3）荷载和支座反力都作用在结点上并位于桁架平面内。通常把理想情况下计算出的应力称为“初应力”或“基本应力”；因理想情况不能完全实现的而出现的应力称为“次应力”。第5章二、桁架各部分的名称及分类1、名称：斜杆竖杆腹杆2、分类：（1

2、）按外形分：平行弦、折弦、三角形、梯形等。（2）按竖向荷载作用下支座是否产生水平推力分：（a）无推力桁架（梁式桁架）；（b）有推力桁架（拱式桁架）。桁高H节间d跨度l上弦杆下弦杆竖杆斜杆第5章（3）按几何组成分：简单桁架联合桁架复杂桁架a)简单桁架：由基础或基本铰结三角形开始，依次增加二元体而形成的桁架。b)联合桁架：若干个简单桁架按几何不变体系组成规则铰结而成的桁架。c)复杂桁架：不属于以上两类的静定桁架（可采用“零载法”分析）。4.简支平面桁架按弦杆外形分类a)平行弦桁架b)折线弦桁架c)三角形桁架d)抛物线桁架5.简支平面桁架按组成规则分类简单

3、桁架联合桁架复杂桁架6.桁架按维数分类平面桁架空间桁架7.简支平面桁架按受力特点分类梁式桁架拱式桁架第5章5.2静定平面桁架的计算一、结点法1、定义：利用各结点的平衡条件求解桁架内力的方法。2、实质：作用在结点上的各力组成一平面汇交力系。3、注意点：（1）一般结点上的未知力不能多于两个。（2）可利用比例关系求解各轴力的铅直、水平分量。二、结点法1.结点法原理每次取一个结点为隔离体，利用结点平衡条件，求解杆轴力的方法。2.结点法适用范围简单桁架、在桁架中三根杆件的结点上，如有两根杆在一条直线上，另一根在独立方向上的杆称为“单杆”。3.结点法计算时，通常

4、假定未知轴力为拉力。若所的结果为负，则为压力。结点有单杆的桁架。123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNN13N121345结点18024060N23N24结点2340100N35N34结点3-100604060-9050V1=80kNV8=100kNH=04、结点法举例：第5章分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：第5章分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：第5章分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：第5章分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：第5章将计算结果标在桁架计算简图上：第5章5、结点平衡特殊情况的简化计算（1）在不共线

5、的两杆结点上，若无外荷载作用，则两杆内力均为零。第5章N2N1N1=N2=0N1N2N1=N2N3=0N3N1N2N1=N2N3=N4N3N4（2）三杆结点无外荷载作用时，如其中两杆在一条直线上，则共线的两杆内力性质相同，而第三杆内力为零（3）四杆结点无外荷载作用时，如其中两杆在一条直线上，另外两杆在另一条直线上，则同一直线上的两杆内力性质相同。（3）对称桁架受对称外力时，如对称轴上K形结点无荷载作用，则两根斜腹杆的轴力为零。（4）对称桁架受反对称外力时，处在对称轴上的杆件为零杆。121FP/2FP/2FPFPFP二、截面法1、定义：截取桁架的一部分

6、（至少两个结点），利用平衡条件求解桁架内力的方法。2、实质：作用在隔离体上的各力组成一平面任意力系。3、注意点：（1）一般隔离体上的未知力不能多余三个。（2）技巧：选取平衡方程时，最好使一个方程只含一个未知数。4、截面法举例：第5章Oy截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均相交于一点时，则此杆件称为该截面的截面单杆。截面单杆的内力可直接根据隔离体矩平衡条件求出。二、截面法例题1：试求图示桁架杆25、35、34之轴力。0kn30kn10kn11第5章例题2：试求图示桁架杆67、56之轴力。第5章解：（1）求出支座反力后，作1-1

7、截面，研究其左半部(图2)：0=åY0sin101053067=----aN拉力）(2567KNN=（2）作2-2截面，研究其左半部（图3）：0=åY01053056=+--N（压力）KNN1556-=AB123451‘2‘3‘4‘6ddPPPabcde(1)2‘1‘12P例2、求图示平面桁架结构中指定杆件的内力。AB123451‘2‘3‘4‘6ddPPPabcde(2)B454‘PdeAB123451‘2‘3‘4‘6ddPPPabcde4‘B45Pk2d2d(3)三、结点法与截面法的联合应用为了使计算简捷应注意：1）选择

8、一个合适的出发点；2）选择合适的隔离体；3）选择合适的平衡方程CDT1.3P0.5PPT0.5P例：计算桁架