最新5静定平面桁架解析教学讲义PPT课件.ppt

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1、5静定平面桁架解析第5章静定平面桁架基本要求理解桁架的几何组成类型、组成顺序。掌握使用结点法和截面法以求解桁架内力。了解静定平面桁架的受力特点与组合结构的计算方法。桁架是由杆件相互连接组成的格构状体系，它的结点均为完全铰结的结点，它受力合理用料省，在建筑工程中得到广泛的应用。一、桁架的计算简图(trussstructure)武汉长江大桥所采用的桁架型式屋架计算简图§5-1平面桁架的计算简图主内力:按理想桁架算出的内力，各杆只有轴力。实际桁架不完全符合理想假定,但次内力的影响是次要的。次内力：实际桁架与理想桁架之间的差异引起的杆

2、件弯曲，由此引起的内力。§5-1平面桁架的计算简图实际结构和计算简图之间是存在差别的：结点的刚性各杆轴线不可能绝对平直，在结点处也不可能准确交于一点非结点载荷（如杆件自重、风载等）结构的空间作用，等等二、桁架的分类1、根据维数分类（1）平面（二维）桁架（planetruss）——所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内§5-1平面桁架的计算简图（2）空间（三维）桁架（spacetruss）——组成桁架的杆件不都在同一平面内§5-1平面桁架的计算简图2、按外型分类（1）平行弦桁架（2）三角形桁架（3）折弦桁架§5-1平面

3、桁架的计算简图3、按受力特点分类（2）拱式桁架（有推力桁架）竖向荷载下将产生水平反力（1）梁式桁架（无推力桁架）§5-1平面桁架的计算简图4、按几何组成分类（2）联合桁架（combinedtruss）（3）复杂桁架（complicatedtruss）（1）简单桁架（simpletruss）§5-1平面桁架的计算简图所取隔离体只包含一个结点。最适用于计算简单桁架。通常假定未知的轴力为拉力，计算结果得负值表示轴力为压力。§5-2结点法取结点为隔离体，建立（汇交力系）平衡方程求解。原则上应使每一结点只有两根未知内力的杆件。静定桁架：

4、轴力+反力数（b+r）=平衡方程数（2j）可解W＝2j－（b－r）＝0结点法：例5-1试用结点法求三角形桁架各杆轴力。解:(1)求支座反力。(↑)(↑)(2)依次截取结点A，G，E，C，画出受力图，由平衡条件求其未知轴力。§5-2结点法取A点为隔离体，由（拉）所以（压）有§5-2结点法取G点为隔离体§5-2结点法取E点为隔离体，由联立解出，§5-2结点法取C点为隔离体，由得，，§5-2结点法可以看出，桁架在对称轴右边各杆的内力与左边是对称相等的。结论：对称结构，荷载也对称，则内力也是对称的。§5-2结点法以结点作为平衡对象，结

5、点承受汇交力系作用。按与“组成顺序相反”的原则，逐次建立各结点的平衡方程，则桁架各结点未知内力数目一定不超过独立平衡方程数。由结点平衡方程可求得桁架各杆内力。§5-2结点法结点法小结零杆：对于一些特殊的结点，可以应用平衡条件直接判断该结点的某些杆件的内力为零。(1)两杆交于一点，若结点无荷载，则两杆的内力都为零。结点法计算简化的途径（之一）：§5-2结点法L型结点(2)三杆交于一点，其中两杆共线，若结点无荷载，则第三杆是零杆，而在直线上的两杆内力大小相等，且性质相同（同为拉力或压力）。§5-2结点法T型结点(3)四杆交于一点，

6、其中两两共线，若结点无荷载，则在同一直线上的两杆内力大小相等，且性质相同。若将其中一杆换成外力F，则与F在同一直线上的杆的内力大小为F，性质与F相同。§5-2结点法X型结点(4)四杆交于一点，其中两杆共线，另两杆在此直线同侧且交角相等。若结点无荷载，则非共线两杆内力相等且符号相反。§5-2结点法FF=-≠FFN1N2N3N4FFFN1N4N2N3FK型结点值得注意：若事先把零杆剔出后再进行计算，可使计算大为简化。FP/2FP/2FPFPFP§5-2结点法零杆:轴力为零的杆练习:试指出零杆受力分析时可以去掉零杆,是否说该杆在结构

7、中是可有可无的?§5-2结点法关于零杆的判断桁架中的零杆虽然不受力，但却是保持结构坚固性所必需的。因为桁架中的载荷往往是变化的。在一种载荷工况下的零杆，在另种载荷工况下就有可能承载。如果缺少了它，就不能保证桁架的坚固性。分析桁架内力时，如首先确定其中的零杆，这对后续分析往往有利。练习:试指出零杆。§5-2结点法FAyFBy结点法计算简化的途径（之二）：对称性的利用：对称结构受对称荷载作用,内力和反力均为对称；对称结构受反对称荷载作用,内力和反力均为反对称。E点无荷载,红色杆不受力FAyFBy垂直对称轴的杆不受力对称轴处的杆不

8、受力§5-2结点法应用范围1、求指定杆件的内力；2、计算联合桁架。定义:作一截面将桁架分成两部分，然后任取一部分为隔离体(隔离体包含一个以上的结点)，根据平衡条件来计算所截杆件的内力。联合桁架(联合杆件)指定杆件(如斜杆)§5-3截面法截面法计算步骤2.作截面(用平截面，也可