桁架计算(TRUSS)

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静定平面桁架

静定平面桁架
与等代梁比较,得出:FNCD=M0E/h (自己总结)
当荷载向下时,M0E为正,FNCD为拉力,即简支桁 架下弦杆受拉。
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14:10
§6-3 截面法
结构力学
(3) 求上弦杆EF内力
取 ED 和 CD 杆 的 交 点 D 为 矩 心 , 由 力 矩 平 衡 方 程 ∑MD=0,先求EF杆的水平分力FxEF,此时力臂即为桁 高H。
30 kN 30 kN AJ M
30 kN 30 kN 30 kN 30 kN 30 kN
1
AJ M
B
G
75 kN D a E
75 kN FNEC
G
Da E
1C
5 m 6=30 m
4m 75 kN 2 m
解 (1) 求支座反力。
(2)直接求出a 杆的位置困难。首先作截面Ⅰ-Ⅰ,求 出FNEC ,然后取结点E 就可求出a 杆的轴力。
结构力学 第六章 静定平面桁架
§6-1 平面桁架的计算简图 §6-2 结点法 §6-3 截面法 §6-4 截面法与结点法的联合应用 §6-5 各式桁架比较 §6-6 组合结构的计算
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§6-1 平面桁架的计算简图
结构力学
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。
F N4 F F N4 N1 F N2 F N2
F FN1
F F N2
FN3 FN3
F N2
FN1 FN3
==FFFFNNNN4231==FFNN42
FN1 = FFNN21 = FN2 FN3= FFN3= F
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§6-2 结点法

桁架结构(trussstructure).

桁架结构(trussstructure).
利用这个概念,根据荷载状况可判断此杆内力是 否为零。
3. 零杆 零内力杆简称零杆(zero bar)。
FN2=0 FN1=0
FN=0
FN=0
判断结构中的零杆
FP
FP
FP/ 2
FP/2
FP
2.5.3 结点法(nodal analysis method)
以只有一个结点的隔离体为研究对象,用 汇交力系的平衡方程求解各杆的内力的方法
三、按几何组成分类
简单桁架 (simple truss)
联合桁架 (combined truss)
复杂桁架 (complicated truss)
四、按受力特点分类: 1. 梁式桁架 2. 拱式桁架
五、计算方法
1.结点法 2.截面法 3.联合法
六、结构计算的技巧应用 在用结点法进行计算时,注意以下三点,可
例1. 求以下桁架各杆的内力
0 -33 34.8
19
19 YNAD CD 0.5 X NAD AC 1.5
0 -33
-33
34.8 -8
19
19
0 -33
-33
34.8
-8 -5.4
19
37.5
19
-8 kN
YDE CD 0.75 X DE CE 0.5
0 -33
-33 -33
2.5.2 桁架结构的分类:
一、根据维数分类 1. 平面(二维)桁架(plane truss) ——所有组成桁架的杆件以及荷载的作 用线都在同一平面内
2. 空间(三维)桁架(space truss) ——组成桁架的杆件不都在同一平面内
二、按外型分类 1. 平行弦桁架 2. 三角形桁架 3. 抛物线桁架 4. 梯形桁架

abaqus应用桁架单元 (truss element) 模拟钢缆

abaqus应用桁架单元 (truss element) 模拟钢缆

应用"桁架单元" (truss element) 模拟钢缆"桁架单元" (truss element) 是1D element, 只能计算轴向(长度方向)的应力但是不能计算弯矩。

所有的结点均为"绞结点",不是"钢结点" (不能传递弯矩)。

所以用来模拟杆件之间用绞接(结构力学中的桁架). 在结构力学中, 假如桁架模型不是几何不变体系,则不能运算(无唯一确定解)。

几何自由度< = 0 是几何不变体系的必要条件,但非充分条件。

钢缆是一亇特例,它不是结构力学中的几何不变体系。

在工程上, 钢缆的细长比较大,故其弯,剪,扭力通常可以略去不计,只需考虑拉力。

所以可以用多亇"桁架单元" (truss element) 来模拟钢缆。

在数值计算中使用多亇"桁架单元"来模拟钢缆可能导致计算不收敛。

因为使用多亇"桁架单元"时其中的轴向力必须大于零,所以加载的苐一亇increment 就无法进行。

因为这亇收敛问题是数值计算问题而非物理问题,所以可以work around。

在此介绍两种常用的方法,希望大家能举一反三。

1. 沿truss element 加沿长度方向初始拉应力。

2. 使用STABILIZE parameter on the *STATIC.例题;100 m 长钢缆水平放置从x = 0到x = 100。

两端固定。

无初始拉力,计算重力下垂量。

截面; A = m2Density: =7800 kg/m3, g = m/s2, E = +11 N/m2Analytical solution of maximum displacement (u2) at x = 50m :U2_max = -((3**g*L^4)/(64*E))^(1/3) = m方法一. 沿truss element 加沿长度方向初始拉应力(see此文件中使用了initial condition, type = stress方法加初始拉应力。

TRUSS使用说明

TRUSS使用说明

∑ 为起点的杆
式是两个关于结点位移的线性代数方程。求和的各项中,抗拉刚度 EA 、杆件长度 l 、 杆件轴线方向角 α 与参与求和的各杆件相关。 设结构中有 NP 个结点,利用(2)式可以列出 N=2NP 个方程,形成一个 2NP 阶线性代数 方程组。如果用向量 ∆ = (u , v , u , v , u , v Λ) 表示各结点的位移分量,用向量 P = ( P , P , P , v , P , P Λ) 表示各结点上的外载荷,用矩阵 K 表示其系数矩阵,则这 个线性代数方程组可以表示为 K ∆ = P 。 结构的结点上可以有支座,支座反力是结点上的外载荷,但它是未知的;此时,因为支 座处的位移是已知的,(2)式右边多了未知量,其左边也相应地少了相同数量的未知量,所 以,方程总数和未知量总数还是相等的。
所有通过结点 A 的杆件对结点 A 的作用力都可以用上式计算(如果结点 A 是某杆件的第
一个结点,则用前两个式子;否则,用后两个式子);设结点 A 上的外载荷为 P ,则由结点 A 的平衡条件,得:
A
EA ( cos2 α u A + sin α cos α vA − cos2 α uB − sin α cos α vB ) l A EA + ∑ ( − cos2 α uA − sin α cos α vA + cos2 α uB + sin α cos α vB ) = PAx l A为终点的杆
= l 2 + 2l ∆l + ( ∆l )
2
,即:
变形微小,略去平方项,可得:
∆l =
l
2l ∆l + ( ∆l ) = 2 ( xB − x A ) (u B − u A ) + 2( yB − y A )(vB − v A ) + (u B − u A ) 2 + (vB − vA ) 2

桁架计算(TRUSS)

桁架计算(TRUSS)

桁架内力计算程序(TRUSS)一、程序功能及编制方法桁架内力计算程序(TRUSS),能计算任意平面和空间桁架(包括网架)在结点荷载作用下各结点的位移和各杆的轴力。

程序采用变带宽一维数组存储总刚度矩阵,先处理法引进支座条件。

计算结果输出各结点的位移和各杆的轴力。

二、程序使用方法使用方法与“APF”程序相同。

用文件编辑编辑器建立数据文件后即可运行。

计算结果将写在结果文件中。

三、数据文件填写格式数据文件填写格式大致与APF程序相似。

1.总信息:T,NJ,NE,NR,NB,NP,EO,DS其中:T——桁架类型,平面桁架 T=2,空间桁架 T=3。

NR——支座约束数。

其他变量与APF程序相同。

2.结点坐标数组XYZ(NJ, 3)每个结点填一行,每行三个数分别填写结点的x,y,z三个坐标数值,平面桁架只填x,y 值(单位:m)。

3.单元信息数组G(NE)采用紧缩存储方式,每个单元填一个数。

把单元的左端、右端结点号和杆的类型号三个数紧缩为一个数。

例如某单元左端结点号为15,在端结点号为8,类型号为3,则写成0.15083,一般格式为0.×××××。

4.单元截面信息数组AI(NB)填写各类单元的杆截面面积(m2)。

5.约束信息数组R(NR)采用紧缩存储方式,每个约束(支座链杆)填一个数。

把约束作用的作用点写在该数的整数部分,约束的方向写在小数部分。

x方向的约束为“l”,y方向的约束为“2”。

例如某支座链杆作用在 17号结点上,方向沿整体坐标 y方向,则写为 17.2,一般格式为××.×。

6.结点荷载信息数组F(NP,2)每个结点荷载填一行,每行两个数。

前一个数用紧缩方式填写荷载作用的结点号和作用方向,格式与约束信息的格式相同。

后一个数为荷载的数值。

单位为kN,与整体坐标方向一致者为正值,相反者为负值。

例如,作用在16号结点上,数值为183.5 kN,方向向下的力,则写成:16.2,-183.5(这里,假定坐标轴y轴向上)。

结构力学李廉锟版-静定平面桁架全解

结构力学李廉锟版-静定平面桁架全解
2). 空间(三维)桁架(space truss) ——组成桁架的杆件不都在同一平面内
第一节 平面桁架的计算简图
二、按外型分类
1. 平行弦桁架
2. 三角形桁架
3. 抛物线桁架
第一节 平面桁架的计算简图
三、按几何组成分类
1. 简单桁架 (simple truss)
2. 联合桁架 (combined truss)
第五章
静定节 结点法
第三节 截面法
第四节 截面法与结点法的联合应用 第五节 各式桁架比较 第六节 组合结构的计算
第一节 平面桁架的计算简图
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。 1、桁架的计算简图(truss structure)
X 0 Y 0
有 所以
FNAE cos FNAG 0
20 kN 5 kN FNAE cos 0
FNAG
FNAE 15 kN 5 33.54 kN(压) 2 FNAE cos 33.5 30 kN (拉) 5
第二节 结点法
2m 5 kN

10 kN E G
10 kN C
10 kN F 5 kN
F N ED
A 20 kN
D 2 m 4=8 m
H
B 20 kN
取E点为隔离体,由
X 0
Y 0
FNEC cos FNED cos FNEA cos 0
FNEC FNED 33.54 kN FNEC sin - FNED sin FNEA sin 10 kN 0
10 kN 5 kN 2m

truss架(桁架、舞台架)

truss架(桁架、舞台架)

Truss架(舞台架、桁架)一些数据分享
Truss架:呈平面型或空间型结构,由方管或者圆管作为主管,根据承重需要增加一定的数量副管、斜管构成,常用于活动,表演舞台的背景搭建、灯光音响的吊挂或者户外展台开业庆典棚架搭建,铝合金的性能特点让truss架在重量、承重、稳定性等方面都可以得好很好的展示。

Truss架又被叫作桁架,铝合金架,舞台架,灯光架等。

结构比较多样,常见的分类有:三角形桁架四方桁架,或者呈平面型的双排架(少用),和成本较高的蝴蝶架和通过折叠部件连接的折叠架,根据其特有的特点把Truss架区分开来。

各种架的样式图。

Truss架主管材料:铝合金圆管
结构简单的单排架,承重小,常用于小型活动背景和灯光吊挂
三角架,承重一般,三主管呈稳定的三角结构,最少的材料达到非常好的效果。

适合一般型活动,可用于搭建背景架,灯光架,小型展览会棚架等。

方管四方桁架,承重安全能力出众,桁架外形方正,少了活力给人严肃、正式感,常用于舞台灯光架,活动棚架等大小型户外架子。

圆管四方架,承重力强,外形美观,常用于搭建舞台背景,舞台灯光架,展览台架等。

折叠式三角架,通过折叠部件链接,架子运输放置时可以折叠,减少运输成本和储存空间,使用跟正常三角架没区别,但成本比较高。

蝴蝶架,蝴蝶外形的链接部件,让架子外形更加时尚美观,成本较高。

使用桁架过程中应该注意的事项:1)没有经过相关厂家专业的技术指导,切勿混杂不同公司的桁架共同使用。

2)在铝架上过度打磨,钻孔等都会破坏桁架质量。

3)禁止把重物吊挂在斜管上
4)发现有缺陷的桁架,应该立刻停止使用。

桁架的计算

桁架的计算

2.5.2 桁架结构的分类:
一、根据维数分类 1. 平面(二维)桁架(plane truss) ——所有组成桁架的杆件以及荷载的作 用线都在同一平面内
2. 空间(三维)桁架(space truss) ——组成桁架的杆件不都在同一平面内
二、按外型分类 1. 平行弦桁架 2. 三角形桁架
3. 抛物线桁架
对称结构受对称荷载作用, 内力和反 力均为对称:
E 点无荷载,红色杆不受力
FAy
FBy
对称结构受反对称荷载作用, 内力和 反力均为反对称:
垂直对称轴的杆不受力
FAy
FBy
对称轴处的杆不受力
2.5.4



截取桁架的某一局部作为隔离体,由 平面任意力系的平衡方程即可求得未知的 轴力。 对于平面桁架,由于平面任意力系的 独立平衡方程数为3,因此所截断的杆件数 一般不宜超过3
4. 梯形桁架
三、按几何组成分类 简单桁架 (simple truss)
联合桁架 (combined truss)
复杂桁架 (complicated truss)
四、按受力特点分类:
1. 梁式桁架
2. 拱式桁架
五、计算方法 1.结点法 2.截面法 3.联合法
六、结构计算的技巧应用 在用结点法进行计算时,注意以下三点,可 使计算过程得到简化。 1.相似三角形的应用 在计算中,经常需要把斜杆的内力S分解为水 平分力X和竖向分力Y。设斜杆的长度为L,其水 平和竖向投影的长度分别为Lx和Ly,则由比例关 系可知:
Hale Waihona Puke YSαX L Ly
α
S
Lx
S X Y L Lx Ly
2. 结点单杆 以结点为平衡对象能仅用一个方程 求出内力的杆件,称为结点单杆(nodal single bar)。 利用这个概念,根据荷载状况可判断此杆内力是 否为零。 3. 零杆 零内力杆简称零杆(zero bar)。

桁架(truss)

桁架(truss)

矩形、 三角 形和 抛形 线形 桁架 的内 力比 较Biblioteka 桁架腹杆的布置方向与内力的关系
矩形桁架:斜腹杆外倾受拉,内倾受压, 竖腹杆则相反;
三角形桁架:斜腹杆外倾受压,内倾受拉, 竖腹杆则总是受拉。
桁架实例
北京西站过街天桥
屋架结构的型式 ➢ 豪式木屋架
➢钢-木组 合屋架
➢钢屋架(一)
➢钢屋架(二)
桁架结构的其他型式 ➢ 立体桁架
立体 桁架 (节 点大 样)
➢空腹 桁架 (刚接 桁架)
空腹屋架的工程实例
常用屋架的实例
常用屋架的实例
合屋架或钢-木屋架; 跨度≤36m时,选用预应力混凝土屋
架或钢屋架; 跨度≥ 36m时,选用钢屋架。
材料的耐久性 钢、木材料易腐蚀,预应力混凝土耐腐性能最佳。
➢屋架结构的布置
屋架的跨度 以3m为模数
屋架的间距 常为等间距平行排列,最常见的间距有 6m,也有用7.5m、9m和12m。
屋架的支座 屋架两端的支座一般为同一标高; 支座的形式应保持为铰支。
➢屋架结构的选型
屋架的受力性能 抛物线形屋架最好,适用与大中跨建筑; 三角形屋架最差,适用与中小跨建筑; 梯形屋架居中。 屋面防水的要求 采用能弯曲的屋面材料,适用弧形或缓坡梯形
式屋架; 采用瓦类屋面材料,适用于三角形、陡坡梯形
等屋架。
➢屋架结构的选型
屋架结构的跨度 跨度≤18m时,选用钢筋混凝土-钢组
桁架结构(truss)
桁架结构的受力特点 桁架结构的组成
桁架结构的计算假定
➢ 各杆均为直杆,各杆的中心线都在 同一平面内;
➢ 各杆相连接的节点均为铰接节点;
➢所有外力均作用于桁架平面内,且 集中作用于节点上。

哈工大结构力学(I)结构静力分析篇(桁架)@@资料

哈工大结构力学(I)结构静力分析篇(桁架)@@资料
A
FN3
FN1 FN2
0
FN3
哈工大 土木工程学院

34 / 53
FP
组成分析法 2 —— 三刚片
FP 三刚片 FP 单 杆
哈工大 土木工程学院

35 / 53
利用结构对称性
对称静定结构:几何形状对称 支座约束对称
对称结构的受力特点: 在对称荷载作用下内力和反力及其位移是对 称的; 在反对称荷载作用下内力和反力及其位移是 反对称的。
哈工大 土木工程学院

10 / 53
2-5-2 结点法
桁架分析时每次截取的隔离体(free-body)只含一个结 点的方法,称结点法 (Method of joint) 隔离体只包含一个结点时隔离体上受到的是平面 汇交力系,应用两个独立的投影方程求解,故一般 应先截取只包含两个未知轴力杆件的结点。 • 只要是能靠二元体的方式扩大的结构, 就可用结点法求出全部杆内力
• 一般来说结点法适合计算简单桁架。
哈工大 土木工程学院

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例题
120kN
求图示桁架各杆轴力。
B D E
A
a.求支 座反力
B
C
F
G
4m
D
15kN 4m
E
15kN 4m
120kN 120kN
A
C
F
G
45kN
15kN
15kN
15kN
3m
哈工大 土木工程学院

12 / 53
B
D
E
120kN
41 / 53
FAy
哈工大 土木工程学院

FP
FP
b
E
3

桁架 TRUSSES

桁架 TRUSSES




例3-12
图示平面桁架,各杆件的长度均为 1m, P1=10kN,P2=7kN,试计算杆1、杆2和杆3的内力。
C ① ② FAx ③ E G
D
H FB B
FAy
A
P1
P2
解:先求支座反力
F 0, M (F ) 0, M (F ) 0,
x
B A
FAx 0
P 1 2 P 2 1 FAy 3 0
D
F
y
0,
FAy P 1 F2 sin 60 0
F1 10.4 (kN)
F2 1.15 (kN) F3 9.81 (kN)
例3-13 求图示桁架中杆1,2的内力。
a a P
分析:
a a a ①
a A B ②
本 题 只 要 求 部 分 杆 件 的 内力,适合用截面法; 作 任 何 截 面 都 将 截 断 四 根或四根以上的杆件! 如何作截面?

无余杆桁架
从桁架中任意除去一根杆件,结构就活动变形。

无余杆桁架
从桁架中任意除去一根杆件,结构就活动变形。
除去几根杆后结构不变形
—— 有余杆桁架
• 平面简单桁架
平面桁架是以三角 形刚架(基本三角形) 为基础的, 每增加 1 个节点需增加 2 根杆,
这样的桁架称为平面简单桁架

容易证明平面简单桁架为静定桁架,而有 余杆桁架为静不定桁架。 由于所有的杆件都是二力杆,所有求解时 一律假定杆件受拉。

Assumptions / Requirements


The axes of truss members are straight. Truss members are connected at the ends by frictionless pins.

桁架

桁架

第3章
将计算结果标在桁架计算简图上:
第3章
5、结点平衡特殊情况的简化计算 (1)在不共线的两杆结点上,若无外荷载作用,则两杆内力 均为零。 (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。
K
用结点法计算出1、2、3结点后,无论向结点4或结点5均无法继续 运算。作K-K截面:M8=0,求N5-11;进而可求其它杆内力。
第3章 例题2:试求图示桁架各杆之轴力。
K
求出支座反力后作封闭截面K,以其内部或外部为研究对象,可求 出NAD、NBE、NCF,进而可求出其它各杆之内力。
第3章 例题3:试求图示桁架各杆之轴力。
K
求出支座反力后作封闭截面K,以其内部或外部为研究对象,可求 出NAC、NDE、NBF(右图),进而可求出其它各杆之内力。
第3章 例题4:试求图示桁架各杆之轴力。
K
K
求出支座反力后作截面K-K,以其左半部或右半部为研究对象,利 用C=0,可求出NAB,进而可求出其它各杆之内力。
第3章 例题5:试求图示桁架各杆之轴力。
( 3 ) 将 轴 力 N 34 移 至 结 点 4 处 沿 x 、 y 方 向 分 解 后 :

N
M
5
0

N
34
34
cos 2 ( 30 10 ) 4 20 2 0
22 . 36 KN ( 压力)
第3章
例题2:试求图示桁架
杆67、56之轴力。
解: (1)求出支座反力后,作 1-1 截面,研究其 左半部 (图 2):

Truss架、桁架、灯光架介绍

Truss架、桁架、灯光架介绍

最大跨度: 6米 平均承 最大跨度: 8米 平均承 最大跨度: 13米 平均承 最大跨度: 14米 平均承 最大跨度: 15米 平均承
灯光架常用尺寸规格:
150X150 200X200 250X250 (小型)主管: 32*2mm 斜管: 12*2mm
300X300 350X350 400X400 450X450 (中型)主管: 50*3mm ,50*2mm 斜管: 20*2mm
Truss架(桁架、灯架)种类:
方管固定桁架、方管折叠桁架、圆管折叠桁架、蝴蝶桁架、 球节桁架。
特点
方管固定桁架: 该种桁架是桁架类中使用 率最高的一种,承载力大, 每根截面规格固定 20×20cm,多根可任意拼 装,方便运输。经济耐用, 组装方便快捷。是大型会 议布置,展会特装搭建的 首选。根据需要该类桁架 可加工成弧形/圆形。
适用范围: 展位特装、灯光架、促销活动、背景板、舞台 演出、展览搭建
详细尺寸常用规格: 200X200 主管: 32*2mm 斜管: 12*2mm 受: 100公斤 250X250 主管: 32*2mm 斜管: 20*2mm 受: 150公斤 300X300 主管: 50*3mm 斜管: 25*2mm 受: 300公斤 300X400 主管: 50*3mm 斜管: 25*2mm 受: 400公斤 400X400 主管: 50*3mm 斜管: 25*2mm 受: 500公斤 400X450
特点
方管折叠桁架: 该种桁架最大优点: 节约 运输成本,每根可以折叠 成片状运输/存放,大大 节省空间。搭建时节点采 用方头连接,截面固定成 方形。是各类会议/展览 搭建的首选。根据需要该 类桁架可加工成弧形/圆 形。
特点
圆管折叠桁架: 该种桁架采用圆型钢管制 作,节约运输成本,每根 可以折叠成片状运输/存 放。美观实用,视觉冲击 力很强,组装方便快捷。 是各种会议布置,展会特 装搭建的首选。

Truss架、桁架、灯光架介绍

Truss架、桁架、灯光架介绍

特点
圆管折叠桁架: 该种桁架采用圆型钢管制 作,节约运输成本,每根 可以折叠成片状运输/存 放。美观实用,视觉冲击 力很强,组装方便快捷。 是各种会议布置,展会特 装搭建的首选。
特点
蝴蝶桁架: 该种桁架采用碟片、方头、 桁架杆拼装使用,是桁架 类产品最具有艺术性的一 种。碟片、方头、桁架杆 相互独立,运输成本最低。 使用时相互拼装组合,可 搭建不同造型的特装。是 中小型会议布置,展会特 装搭建的首选。
特点
方管固定桁架: 该种桁架是桁架类中使用 率最高的一种,承载力大, 每根截面规格固定 20×20cm,多根可任意拼 装,方便运输。经济耐用, 组装方便快捷。是大型会 议布置,展会特装搭建的 首选。根据需要该类桁架 可加工成弧形/圆形。
特点
方管折叠桁架: 该种桁架最大优点:节约 运输成本,每根可以折叠 成片状运输/存放,大大 节省空间。搭建时节点采 用方头连接,截面固定成 方形。是各类会议/展览 搭建的首选。根据需要该 类桁架可加工成弧形/圆 形。
斜管:25*2mm
斜管:25*2mm 斜管:25*2mm 斜管:25*2mm 斜管:25*2mm 斜管:25*2mm 斜管:25*2mm
最大跨度:13米
最大跨度:14米 最大跨度:15米 最大跨度:16米 最大跨度:18米 最大跨度:19米 最大跨度:20米
平均承受:300公斤
平均承受:400公斤 平均承受:500公斤 平均承受:600公斤 平均承受:700公斤 平均承受:800公斤 平均承受:cm 50cm 70cm 90cm 该种桁架拆装方便,可以 方便运输。美观大气实用, 视觉冲击力很强,组装方 便快捷。是各种会议布置, 展会特装搭建的首选。
灯光架是搭建灯光舞台及龙门架时经常使用到的一种设备,在使用时 一般搭配底座、方套、反头、横担、斜支撑、手拉葫芦等配件。

桁架挠度计算

桁架挠度计算

桁架挠度计算摘要:1.桁架的概念和结构2.桁架挠度的定义和意义3.桁架挠度计算的方法4.桁架挠度计算的实际应用5.结论正文:一、桁架的概念和结构桁架(truss)是一种由杆件(杆)和节点(结点)组成的结构体系,广泛应用于桥梁、塔架、屋架等工程领域。

桁架的结构特点是杆件之间通过节点连接,形成一个稳定的三角形结构。

这种结构具有很好的抗弯、抗压和抗拉性能,因此在各种工程中得到了广泛的应用。

二、桁架挠度的定义和意义桁架挠度(deflection)是指在受力情况下,桁架杆件在节点处的弯曲变形。

挠度是衡量桁架变形程度的一个重要指标,对于保证桁架结构的稳定性和安全性具有重要意义。

在实际工程中,桁架挠度的控制是非常关键的,因为过大的挠度可能导致结构失去稳定性,甚至发生坍塌事故。

三、桁架挠度计算的方法桁架挠度计算的方法有多种,常见的有以下几种:1.静力法:根据静力平衡原理,通过求解节点力矩方程来计算桁架的挠度。

这种方法适用于简单的桁架结构,计算较为简单。

2.弹性法:根据弹性力学原理,利用弹性模量、截面惯性矩等参数计算桁架的挠度。

这种方法适用于复杂的桁架结构,计算精度较高。

3.矩阵法:通过建立桁架结构的有限元模型,利用矩阵运算方法计算桁架的挠度。

这种方法适用于大型和复杂结构的计算,计算效率较高。

四、桁架挠度计算的实际应用在实际工程中,桁架挠度计算的应用非常广泛,例如:1.桥梁工程:在桥梁设计中,需要对桁架的挠度进行严格的控制,以确保桥梁的安全性和稳定性。

2.塔架工程:在塔架设计中,由于受力情况复杂,需要对桁架的挠度进行精确计算,以保证塔架的安全运行。

3.屋架工程:在屋架设计中,由于屋架自身重量和屋面荷载的影响,需要对桁架的挠度进行合理控制,以保证屋架的稳定性。

五、结论桁架挠度计算是桁架结构设计中的重要环节,对于保证桁架结构的安全性和稳定性具有重要意义。

在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的计算方法,并对桁架挠度进行严格的控制。

桁架重量计算公式(一)

桁架重量计算公式(一)

桁架重量计算公式(一)桁架重量计算公式1. 桁架重量计算公式的基本原理•桁架是由多个杆件和节点组成的结构体系,用于支撑大跨度的建筑物或其他工程项目。

•计算桁架的重量有助于设计和施工过程中的规划和分析。

2. 桁架重量计算公式的推导和分类桁架自重计算公式•桁架的自重是由杆件和节点组成的结构体系本身的重量。

•桁架自重计算公式可以采用以下公式进行推导:–自重= Σ (单个杆件质量) * (单个杆件数量)–单个杆件质量的计算公式:单个杆件密度 * 单个杆件体积•例子:–假设一个桁架由20根相同的杆件组成,每根杆件的密度为10 kg/m³,长度为3 m,则该桁架的自重为:–自重= 10 kg/m³ * π * ( m)² * 3 m * 20 = kg桁架荷载计算公式•桁架的荷载是指施加在桁架上的外部力,如风力、雪载等。

•桁架荷载计算公式可以根据具体的荷载情况和设计标准进行推导。

•例子:–假设一个桁架需要考虑风荷载,根据设计标准,风荷载的计算公式为:–风荷载 = 风荷载系数 * 风速² * 参考面积–根据具体的桁架结构和工程要求,可以确定风荷载系数和参考面积的具体数值,进而计算出桁架的风荷载。

桁架总重量计算公式•桁架的总重量是由桁架自重和桁架荷载两部分组成。

•桁架总重量计算公式可以采用以下公式进行推导:–总重量 = 桁架自重 + 桁架荷载•例子:–假设一个桁架的自重为 kg,风荷载为10 kg,则该桁架的总重量为:–总重量 = kg + 10 kg = kg3. 小结•桁架重量的计算是建筑结构设计和施工的重要环节,有助于评估桁架的承载能力和稳定性。

•根据桁架的具体情况和设计要求,可以采用不同的计算公式和方法进行桁架重量的计算。

•上述列举的桁架重量计算公式是其中的几个常用公式,根据实际情况可以选择合适的公式进行计算。

abaqus应用桁架单元 (truss element) 模拟钢缆

abaqus应用桁架单元 (truss element) 模拟钢缆

应用"桁架单元" (truss element) 模拟钢缆"桁架单元" (truss element) 是1D element, 只能计算轴向(长度方向)的应力但是不能计算弯矩。

所有的结点均为"绞结点",不是"钢结点" (不能传递弯矩)。

所以用来模拟杆件之间用绞接(结构力学中的桁架). 在结构力学中, 假如桁架模型不是几何不变体系,则不能运算(无唯一确定解)。

几何自由度< = 0 是几何不变体系的必要条件,但非充分条件。

钢缆是一亇特例,它不是结构力学中的几何不变体系。

在工程上, 钢缆的细长比较大,故其弯,剪,扭力通常可以略去不计,只需考虑拉力。

所以可以用多亇"桁架单元" (truss element) 来模拟钢缆。

在数值计算中使用多亇"桁架单元"来模拟钢缆可能导致计算不收敛。

因为使用多亇"桁架单元"时其中的轴向力必须大于零,所以加载的苐一亇increment 就无法进行。

因为这亇收敛问题是数值计算问题而非物理问题,所以可以work around。

在此介绍两种常用的方法,希望大家能举一反三。

1. 沿truss element 加沿长度方向初始拉应力。

2. 使用STABILIZE parameter on the *STATIC.例题;100 m 长钢缆水平放置从x = 0到x = 100。

两端固定。

无初始拉力,计算重力下垂量。

截面;A = 0.01539 m2Density: ρ =7800 kg/m3 , g = 9.8 m/s2, E = 2.1e+11 N/m2 Analytical solution of maximum displacement (u2) at x = 50m :U2_max = -((3*ρ*g*L^4)/(64*E))^(1/3) = -1.194944005 m方法一. 沿truss element 加沿长度方向初始拉应力(see job-1.inp)此文件中使用了initial condition, type = stress方法加初始拉应力。

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桁架内力计算程序(TRUSS)
一、程序功能及编制方法
桁架内力计算程序(TRUSS),能计算任意平面和空间桁架(包括网架)在结点荷载作用下各结点的位移和各杆的轴力。

程序采用变带宽一维数组存储总刚度矩阵,先处理法引进支座条件。

计算结果输出各结点的位移和各杆的轴力。

二、程序使用方法
使用方法与“APF”程序相同。

用文件编辑编辑器建立数据文件后即可运行。

计算结果将写在结果文件中。

三、数据文件填写格式
数据文件填写格式大致与APF程序相似。

1.总信息:T,NJ,NE,NR,NB,NP,EO,DS
其中:T——桁架类型,平面桁架 T=2,空间桁架 T=3。

NR——支座约束数。

其他变量与APF程序相同。

2.结点坐标数组XYZ(NJ, 3)
每个结点填一行,每行三个数分别填写结点的x,y,z三个坐标数值,平面桁架只填x,y 值(单位:m)。

3.单元信息数组G(NE)
采用紧缩存储方式,每个单元填一个数。

把单元的左端、右端结点号和杆的类型号三个数紧缩为一个数。

例如某单元左端结点号为15,在端结点号为8,类型号为3,则写成0.15083,一般格式为0.×××××。

4.单元截面信息数组AI(NB)
填写各类单元的杆截面面积(m2)。

5.约束信息数组R(NR)
采用紧缩存储方式,每个约束(支座链杆)填一个数。

把约束作用的作用点写在该数的整数部分,约束的方向写在小数部分。

x方向的约束为“l”,y方向的约束为“2”。

例如某支座链杆作用在 17号结点上,方向沿整体坐标 y方向,则写为 17.2,一般格式为××.×。

6.结点荷载信息数组F(NP,2)
每个结点荷载填一行,每行两个数。

前一个数用紧缩方式填写荷载作用的结点号和作用方向,格式与约束信息的格式相同。

后一个数为荷载的数值。

单位为kN,与整体坐标方向一致者为正值,相反者为负值。

例如,作用在16号结点上,数值为183.5 kN,方向向下的力,则写成:16.2,-183.5(这里,假定坐标轴y轴向上)。

四、计算例题
例TRUEX1试计算图示空间桁架各杆的轴力。

[解] 因为是静定桁架,各杆的弹性模量和横截面面积大小均不影响杆件的内力,故假定弹性模过和截面面积均等于1。

选择坐标系及结点编号如图所示。

输入数据文件取名为TRUEX1.DAT,输出数据文件取名为TRUEX1.OUT。

输入数据文件内容为:
3
9,15,12,1,3,1,0
0,6,8,4,6,8,4,0,8,0,0,8
2,0,11,0,6,0,4,6,0,4,0,0,0,0,0
0.01021,0.02031,0,03041,0.04011,0.01051
0.02051,0.03051,0.04051,0.01061,0.02071
0.03081,0.04091,0.04061,0.01071,0.02081
1
6.1,6.2,6.3,
7.1,7.2,7.3,
8.1,8.2,8.3,
9.1,9.2,9.3
3.2,6,
4.2,6,
5.2,6
计算结果:
N(1)=1.000
N(2)=-6.000
N(3)=-1.000
N(4)=3.000
N(5)=-3.500
N(6)=-3.500
N(7)=1.803
N(8)=1.803
N(9)=-1.500
N(10)=-13.500
N(11)=1.500
N(12)=13.500
N(13)=-15.000
N(14)=0.000
N(15)=15.000
(单位:kN)
例TRUEX2 试求示平面桁架各杆轴力。

解:建立名为TRUEX2.DAT 的数据文件,内容如下:
2
8,13,3,1,3,1,0
0,0,6,0,0,4,3,4,6,4,0,8,3,8,6,8
0.01021,0.01031,0.01041,0.02041,0.02051,0.03041,0.04051 0.03061,0.03071,0.05071,0.05081,0.06071,0.07081 1
1.1,1.2,
2.2
5.1,-40,8.1,-40,7.2,-80
计算结果:
N(1)=-40.000
N(2)=-66.667
N(3)=-66.667
N(4)=66.667
N(5)=-13.333
N(6)=50.000
N(7)=-30.000
N(8)=0.000
例TRUEX2图
例TRUEX1图
N(9)=-83.333 N(10)=-16.667 N(11)=0.000
N(12)=0.000
N(13)=-40.000。

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