3.2靜定桁架ppt課件

1、靜定桁架的計(jì)算靜定桁架的計(jì)算1.1.概述概述一、桁架的簡化計(jì)算一、桁架的簡化計(jì)算 1 1、桁架是一種重要的結(jié)構(gòu)形式廠房屋頂、橋梁等）。、桁架是一種重要的結(jié)構(gòu)形式廠房屋頂、橋梁等）。 2 2、在結(jié)點(diǎn)荷載作用下，桁架各桿以承受軸力為主。、在結(jié)點(diǎn)荷載作用下，桁架各桿以承受軸力為主。 3 3、取桁架計(jì)算簡圖時(shí)采用的假定：、取桁架計(jì)算簡圖時(shí)采用的假定： （1 1各桿兩端用理想鉸聯(lián)結(jié)；各桿兩端用理想鉸聯(lián)結(jié)； （2 2各桿軸線絕對平直，在同一平面內(nèi)且通過鉸的中心。各桿軸線絕對平直，在同一平面內(nèi)且通過鉸的中心。 （3 3荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上并位于桁架平面內(nèi)。荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上并位于桁架平面內(nèi)

2、。 通常把理想情況下計(jì)算出的應(yīng)力稱為通常把理想情況下計(jì)算出的應(yīng)力稱為“初應(yīng)力或初應(yīng)力或“基本應(yīng)力基本應(yīng)力”；因理想情況不能完全實(shí)現(xiàn)的而出現(xiàn)的應(yīng)力稱為因理想情況不能完全實(shí)現(xiàn)的而出現(xiàn)的應(yīng)力稱為“次應(yīng)力次應(yīng)力”。二、桁架各部分的名稱及分類二、桁架各部分的名稱及分類1 1、名稱：、名稱：上弦桿上弦桿下弦桿下弦桿豎桿豎桿斜桿斜桿桁高桁高h(yuǎn))節(jié)間長度節(jié)間長度(d)跨度跨度l）斜桿斜桿豎桿豎桿腹桿腹桿靜定平面桁架的內(nèi)力計(jì)算靜定平面桁架的內(nèi)力計(jì)算靜定平面桁架的組成方式：簡單桁架聯(lián)合桁架復(fù)雜桁架h跨跨度度l下下弦弦桿桿節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)斜斜桿桿豎豎桿桿上上弦弦桿桿節(jié)節(jié)間間d靜定平面桁架的分類：2 2按外形分：按外形分：

3、平行弦、折弦、三角形、梯形等。平行弦、折弦、三角形、梯形等。3 3按豎向荷載作用下支座是否產(chǎn)生水平推力分：按豎向荷載作用下支座是否產(chǎn)生水平推力分： a a無推力桁架梁式桁架）；無推力桁架梁式桁架）； b b有推力桁架拱式桁架）。有推力桁架拱式桁架）。2. 2. 靜定平面桁架的計(jì)算靜定平面桁架的計(jì)算一、結(jié)點(diǎn)法一、結(jié)點(diǎn)法 1 1、定義：利用各結(jié)點(diǎn)的平衡條件求解桁架內(nèi)力的方法。、定義：利用各結(jié)點(diǎn)的平衡條件求解桁架內(nèi)力的方法。 2 2、實(shí)質(zhì)：作用在結(jié)點(diǎn)上的各力組成一平面匯交力系。、實(shí)質(zhì)：作用在結(jié)點(diǎn)上的各力組成一平面匯交力系。 3 3、注意點(diǎn)：（、注意點(diǎn)：（1 1一般結(jié)點(diǎn)上的未知力不能多余兩個(gè)。一般結(jié)點(diǎn)

4、上的未知力不能多余兩個(gè)。 （2 2可利用比例關(guān)系求解各軸力的鉛直、可利用比例關(guān)系求解各軸力的鉛直、水平分量。水平分量。4 4、結(jié)點(diǎn)法舉例：、結(jié)點(diǎn)法舉例： 解解：求求支支座座反反力力 000ABMMX )(10)(300KNVKNVHBAA 校校核核：01020101030Y 分別以各結(jié)點(diǎn)為研究對象，求各桿之軸力：分別以各結(jié)點(diǎn)為研究對象，求各桿之軸力：5 5、結(jié)點(diǎn)平衡特殊情況的簡化計(jì)算、結(jié)點(diǎn)平衡特殊情況的簡化計(jì)算 （1 1在不共線的兩桿結(jié)點(diǎn)上，若無外荷載作用，則兩桿內(nèi)力性質(zhì)在不共線的兩桿結(jié)點(diǎn)上，若無外荷載作用，則兩桿內(nèi)力性質(zhì)相同圖相同圖1 1）。）。 （2 2三桿結(jié)點(diǎn)無外荷載作用時(shí)，如其中兩桿在

5、一條直線上，則共三桿結(jié)點(diǎn)無外荷載作用時(shí)，如其中兩桿在一條直線上，則共線的兩桿內(nèi)力性質(zhì)相同，而第三桿內(nèi)力為零圖線的兩桿內(nèi)力性質(zhì)相同，而第三桿內(nèi)力為零圖2 2）。）。 （3 3四桿結(jié)點(diǎn)無外荷載作用時(shí)，如其中兩桿在一條直線上，另外四桿結(jié)點(diǎn)無外荷載作用時(shí)，如其中兩桿在一條直線上，另外兩桿在另一條直線上，則同一直線上的兩桿內(nèi)力性質(zhì)相同圖兩桿在另一條直線上，則同一直線上的兩桿內(nèi)力性質(zhì)相同圖3 3）。）。p pp p- p- p- p- pppppp2 2-p-p-p2 2p（一零桿的判斷：零桿軸力等于零的桿。（二截面法： 截取兩個(gè)結(jié)點(diǎn)以上的部分桁架為研究對象，由平衡條件求桿件軸力。1 1NN2 2N1 1

6、2 2=N =0=N =02 21 1N1 1NN2 2N1 12 2=N =N 2 21 1NaaN3 34 4N3 3-N =N =N =0 4 4N1 1= -P1 1NN1 12 2NpN2 2= 0NN1 12 2NN3 31 1N =N2 23 3N =0pv1、定義：截取桁架的一部分至少兩個(gè)結(jié)、定義：截取桁架的一部分至少兩個(gè)結(jié)點(diǎn)），利用平衡條件求解桁架內(nèi)力的方法。點(diǎn)），利用平衡條件求解桁架內(nèi)力的方法。v 2、實(shí)質(zhì)：作用在隔離體上的各力組成一平、實(shí)質(zhì)：作用在隔離體上的各力組成一平面任意力系。面任意力系。v 3、注意點(diǎn)：（、注意點(diǎn)：（1一般隔離體上上的未知力一般隔離體上上的未知力不能

7、多余三個(gè)。不能多余三個(gè)。v （2技巧：盡量使一個(gè)方程只含一個(gè)技巧：盡量使一個(gè)方程只含一個(gè)未知數(shù)。未知數(shù)。例題例題1 1：試求圖示桁架桿：試求圖示桁架桿2525、3535、3434之軸力。之軸力。0 kn30 kn10 kn11求求出出支支座座反反力力后后，作作 1-1 截截面面，研研究究其其左左半半部部： （1）03M：0230210125N 拉力）(4025KNN （2）將軸力）將軸力 N35移至結(jié)點(diǎn)移至結(jié)點(diǎn) 5 處沿處沿 x、y 方向分解后：方向分解后： 01M：02204sin35N 壓力）(36.2235KNN （3）將軸力）將軸力 N34移至結(jié)點(diǎn)移至結(jié)點(diǎn) 4 處沿處沿 x、y 方向分

8、解后：方向分解后： 05M： 02204)1030(2cos34N 壓力）(36.2234KNN 例題例題2 2：試求圖：試求圖1 1示桁架桿示桁架桿6767、5656之軸力。之軸力。解：解： （1）求出支座反力后，作）求出支座反力后，作 1-1 截面，研究其截面，研究其 左半部左半部(圖圖 2)： 0 Y 0sin101053067N 拉力）拉力）(2567KNN （2）作）作 2-2 截面，研究其左半部（圖截面，研究其左半部（圖 3） ：） ： 0Y 01053056N （壓力）KNN1556 結(jié)點(diǎn)法、截面法是計(jì)算桁架的兩種基本方法。計(jì)算簡單桁架時(shí)結(jié)點(diǎn)法、截面法是計(jì)算桁架的兩種基本方法。計(jì)

9、算簡單桁架時(shí) ，兩種方法均很簡單；而結(jié)算聯(lián)合桁架時(shí)，需要聯(lián)合應(yīng)用。兩種方法均很簡單；而結(jié)算聯(lián)合桁架時(shí)，需要聯(lián)合應(yīng)用。 用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算出用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算出1 1、2 2、3 3結(jié)結(jié)點(diǎn)后，無論向結(jié)點(diǎn)點(diǎn)后，無論向結(jié)點(diǎn)4 4或結(jié)點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)5 5均無均無法繼續(xù)運(yùn)算。作法繼續(xù)運(yùn)算。作K-KK-K截面：截面：M8=0M8=0，求，求N5-11N5-11；進(jìn)而可求其；進(jìn)而可求其它桿內(nèi)力。它桿內(nèi)力。K KK K例題例題1 1三、結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用三、結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用例題例題2 2：試求圖示桁架各桿之軸力。：試求圖示桁架各桿之軸力。 求出支座反力后作封閉截面求出支座反力后作封閉截面K K，以其內(nèi)部或外部為研

10、究對象，可求以其內(nèi)部或外部為研究對象，可求出出NADNAD、NBENBE、NCFNCF，進(jìn)而可求出其，進(jìn)而可求出其它各桿之內(nèi)力。它各桿之內(nèi)力。KK例題例題3 3：試求圖示桁架各桿之軸力。：試求圖示桁架各桿之軸力。 求出支座反力后作封閉截面求出支座反力后作封閉截面K K，以其內(nèi)部或外部為研究對象，可，以其內(nèi)部或外部為研究對象，可求出求出NACNAC、NDENDE、NBFNBF右圖），進(jìn)而可求出其它各桿之內(nèi)力。右圖），進(jìn)而可求出其它各桿之內(nèi)力。例題例題4 4：試求圖示桁架各桿之軸力。：試求圖示桁架各桿之軸力。 K KK K利用利用C=0C=0，可求出，可求出NABNAB。例題例題5 5：試求圖示桁

11、架各桿之軸力。：試求圖示桁架各桿之軸力。 利用利用MC=0MC=0，可求出，可求出NEFNEF。K KK K例題例題6 6：試求圖示桁架桿：試求圖示桁架桿a a、b b、c c之軸力。之軸力。 （1 1求出支座反力后作求出支座反力后作1-11-1截面，以其左半部為研究對象圖截面，以其左半部為研究對象圖2 2）：）：（2 2以結(jié)點(diǎn)以結(jié)點(diǎn)C C為研究對象圖為研究對象圖3 3）：）： 0nF )(3壓壓力力PNNbC 00NCFM 02222022 bAaaNVaVaN )(3)(32拉拉力力拉拉力力PVNPNAba Dp例13-3 試求圖示桁架各桿軸力。解：1、求支座反力： 2、判斷零桿和已知軸力

12、桿：3、求其余各桿軸力：1 1m2 2mpDEFGHBA2 2mC2 2mV= = 1 1 5 5k NV= = 1 1 5 5k NH= 3 0 k N-1 15 51 15 53 30 0F-1 11 1. .8 81 10 0D CNXD C1 15 5aaNFCFDNNFHFGHBCXH CH CYH CNH FXH FYH FNH FNNH C-1 15 5結(jié)點(diǎn)H:結(jié)點(diǎn)F:結(jié)點(diǎn)D：KNNHC14.14KNNHF8 .11KNNFD8 .11KNNFC10KNNDC28.28;28. 282;201030: 0kNXNkNXXDCDCDC; 28. 282; 201030: 0kNXNkNXXDCDCDC 三、常用的幾類靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力特點(diǎn)：1. 靜定梁：受彎構(gòu)件。 多跨靜定梁有：