结构力学:第3章 静定结构5(桁架)
结构力学第三章静定结构受力分析
MA
0, FP
l 2
YB
l
0,YB
FP 2
()
Fy
0,YA
YB
0,YA
YB
Fp 2
()
例2: 求图示刚架的约束力 q
C
A
ql
l
l
l
B
A
ql
ql
C
XC
YC
FNAB
解:
Fy 0,YC 0
MA
0, ql
l 2
XC
l
0,
XC
1 2
ql()
弹性变形,而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和 弹性变形。因此,多跨静定梁的内力计算顺序也可根据作用于结构上 的荷载的传力路线来决定。
40k N
80k N·m
20k N/m
AB
CD
EF
G
H
2m 2m 2m 1m 2m 2m 1m
4m
2m
50构造关系图 40k N
C 20 A B 50
Fy 0,YA YB 2ql 0,YA ql() 3)取AB为隔离体
2)取AC为隔离体
Fy 0, YC YA ql 0
Fx 0, XB X A ql / 2()
l MC 0, X A l ql 2 YB l 0, X A ql / 2()
A
B
C D E FG
1m 1m 2m 2m 1m 1m
A C D E FG B
13 17
26 8
7 15 23 30
结构力学第三章
极 值
有尖角
(尖角突出方 向同Fy指向)
有突变
(突变值 为MO)
为 零
注:
• (1)在铰结处一侧截面上如无集中力偶 作用,M=0。 • 在铰结处一侧截面上如有集中力偶作用, 则该截面弯矩=此外力偶值。
• (2)自由端处如无集中力偶作用,则该 端弯矩为零。 • 自由端处如有集中力偶作用,则该端弯 矩=此外力偶值。
FQBA
B
FQBE
D E FP3=1kN
FxA =3kN FyA =3kN
A
MA=15kN· m
(2)、作弯矩图:
• • • • • • • • 求各杆杆端弯矩: 5 1 CB段: MCB=0 MBC=1kN· (左侧受拉) 1.25 m BE段: MEB=0 MBE= - 4kN· m(上侧受拉) BA段: MBA=5kN· (左侧受拉) m MAB=15kN· m(左侧受拉) 15
一系列简支梁的M图
21.25kN· m
静定多跨梁与相应的多个简支梁弯矩图的比较 后,可以看到:在多跨静定梁中弯矩分布要均匀一 些。这是由于多跨静定梁中设置了带伸臂梁的基本 部分。这样,一方面减小了附属部分的跨度,另一 方面,在基本部分的支座处产生了负弯矩,它使跨 中正弯矩减小。 一般来说,多跨静定梁较相应的多个简支梁, 材料用量可以少一些,但构造要复杂一些。
FP2=4kN
q=0.4kN/m
FP3=1kN
FxA=3kN 先求各杆杆端弯 矩,再用分段叠加法 MA=15kN· m FyA =3kN 作弯矩图。
作隔离体图,如左图:
FP1=1kN FP2=4kN
FP1=1kN
C
MBC
B FQBC
FP2=4kN
结构力学第3章
B C YC A C
Q
q P
D
XD (b) C YC XC XC
q
Q
B YB A YA XA
(c)
刚架指定截面内力计算
与梁的指定截面内力计算方法相同(截面法).
注意未知内力正负号的规定(未知力先假定为正)
注意结点处有不同截面(强调杆端内力) 注意正确选择隔离体(选外力较少部分)
注意利用结点平衡(用于检验平衡,传递弯矩) 连接两个杆端的刚结点,若结点上无外力偶作用, 则两个杆端的弯矩值相等,方向相反
刚架内力图的绘制
弯矩图
取杆件作隔离体
剪力图
轴力图
取结点作隔离体
静定刚架的内力图绘制方法: 一般先求反力,然后求控 制弯矩,用区段叠加法逐杆 绘制,原则上与静定梁相同。
例一、试作图示刚架的内力图
求反力
(单位:kN . m)
48 192
144 126
12
48 kN
42 kN
22 kN
例一、试作图示刚架的内力图
计算关键
正确区分基本结构和附属结构 熟练掌握单跨静定梁的绘制方法
多跨度梁形式
并列简支梁
多跨静定梁
超静定连续梁
为何采用 多跨静定梁这 种结构型式?
作内力图
例
叠层关系图
先附属,后基本, 先求控制弯矩,再区段叠加
18 10 10
5
12
例
9
12
18
+ 9 9
4
其他段仿 此计算 5
5
2.5 FN 图(kN)
l
q
A
ql2 8 l
B
a m l m A b m l a b l B
四川大学结构力学第3章静定结构
M图 (kN.m)
50
=50kN.m 适用条件:AD段内无集中力
偶作用。
16
4kN·m
4kN
3m
3m
(1)集中荷载作用下
6kN·m
(2)集中力偶作用下
4kN·m 2kN·m
(3)叠加得弯矩图
4kN·m
4kN·m
8kN·m
2kN/m
3m
3m
2m
(1)悬臂段分布荷载作用下
2kN·m
4kN·m
(2)跨中集中力偶作用下
附属部分是支承在基本部分上的,要分清构造层次图。
33
4.传力关系
组成顺序 基本部分
附属部分1
附属部分2 ¨ ¨ ¨ 传力顺序
5.计算原则
与传力顺序相同,先计算附属部分后计算基本部分
34
6.计算方法
把多跨静定梁拆成一系列单跨静定梁,先计算附属 部分;将附属部分的反力反向地加在基本部分上, 作为基本部分上的外载,再计算基本部分。最后把 各单跨静定梁的内力图连在一起即多跨静定梁的内 力图。
40kN/m
40kN
1m 1m 2m 130kN
130
30 斜率相等
4m
2m
310kN
120
190
Q图(kN)
130 340
210
280
160
M图(kN·m)
不相切
23
简支斜梁计算
q ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
q+q0 q
q0l ql
q
q0 cos
l
24
斜梁
q ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
4
8
M
第三章 静定结构的内力计算(组合结构)
A A A A 0 0 0 0
0 0 0 0
8 8 8 8
HC
3、求梁式杆内力 处理结点A处力
结构力学
第3章静定结构的内力计算
静定结构特性
结构力学
第3章静定结构的内力计算
静定结构特性 静定结构特性 一、结构基本部分和附属部分受力影响
A
F1
B
C
F2
D
E
F3
F
如只有 F1 作用。则Ⅱ、Ⅲ无内力和反力; Ⅰ Ⅱ Ⅲ 如只有 F1 作用。则Ⅱ、Ⅲ无内力和反力; 如只有 F1 作用。则Ⅱ、Ⅲ无内力和反力; 如只有 F3 作用。则Ⅰ、Ⅱ均有内力和反力; 如只有 F3 作用。则Ⅰ、Ⅱ均有内力和反力; 如只有 F3 作用。则Ⅰ、Ⅱ均有内力和反力; 如只有 F2 作用。则Ⅲ无内力和反力,但Ⅰ有内力和反力。 如只有 F2 作用。则Ⅲ无内力和反力,但Ⅰ有内力和反力。 特性一、静定结构基本部分承受荷载作用,只在基本部分上产 如只有 F2 作用。则Ⅲ无内力和反力,但Ⅰ有内力和反力。 生反力和内力;附属部分上承受荷载作用,在附属部分和基本 部分上均产生反力和内力。
第3章静定结构的内力计算
q = 1 kN/m A FR Ax FR Ay FNDA F C FNFD VC
8 8 8 8
M M图 图 ( m M图 (kN· kN· m) ) M 图 (kN· m) (kN· m) F 图 FQ 图 Q ( ) FkN 图 ( kN Q ) FkN 图 ( Q ) (kN) F 图 FN N图 ( ) FkN ( kN ) N图 FkN N图 ( ) (kN)
结构力学
第3章静定结构的内力计算
二、平衡荷载的影响
F C B D
A B q C
结构力学李廉锟版-静定平面桁架全解
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
(完整版)西北工业大学航空学院结构力学课后题答案第三章静定结构的内力与变形
第三章 静定结构的内力与变形3-1 判断如图所各桁架的零力杆并计算各杆内力。
1P(a) (a)解:(1)0272210=⨯-⨯+=f故该桁架为无多余约束的几何不变结构。
(2)零力杆:杆2-3,杆2-4,杆4-5,杆5-6。
对于结点1:N 1-2PN 1-33001P N =⨯-2121 P N 221=-0233121=+⨯--N N P N 331-=-对于结点3:N 3-43N 3-1P N N 31343-==--对于结点4:N 4-64N 4-3P N N 33464-==--对于结点2:N 2-52N 2-1PN N 21252==--对于结点5:N 5-75N 5-2P N N 22575==--(b)(b)解:(1)082313=⨯-+=f故该桁架为无多余约束的几何不变结构。
(2)零力杆:杆1-2,杆2-3,杆2-4,杆5-4,杆6-4,杆6-7,杆6-8,杆1-5。
对于结点5:P5N 5-8P N -=-85对于结点8:N 7-88N 5-8Fθ05528785=+⨯--N N P N 55287=-对于结点7:N 7-47N 7-8P N 55247=-对于结点4:N 3-44N 7-4P N N 5524743==--对于结点3:N 1-33N 3-4P N N 5524331==--2(c)(c)解:(1)026228=⨯-⨯+=f故该桁架为无多余约束的几何不变结构。
(2)零力杆:杆1-2,杆2-3,杆2-4,杆4-3,杆4-6。
对于结点1:N 1-61N 1-3Pθ05561=+⨯-P N P N 561-=-05526131=⨯+--N N P N 231=-对于结点3:3N 3-1N 3-5P N N 21353==--(e)(d)解:(1)02112316=⨯-⨯+=f故该结构为无多余约束的几何不变结构。
(2)零力杆:杆4-5,杆5-6,杆4-6,杆7-6,杆2-3,杆2-8,杆2-9,杆1-2,杆9-11,杆8-9,杆9-11.对于结点4:4N 4-7N 3-4450PP N 2243=- P N 2274=-对于结点7:7N 4-7N 3-7N 8-7P N N 22227374=⨯-=-- P N -=-73P N 2278=-对于结点3:3N 3-4N 3-7N 8-7022734332=⨯+=---N N N P N 2283=-对于结点8:022228982=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--N P N运用截面法:N 1-2N 9-10N 9-11PP23456789由对9点的力矩平衡:0222221=⨯⨯-⨯+⨯-P a P a a N 021=-N对于结点9:9N 2-9N 9-11N 9-10N 9-88911910922---=⨯+N N N P N 22109-=-8N 3-8(e)(e)解:(1)024125=⨯-++=f故该结构为无多余约束的几何不变结构。
哈工大结构力学(I)结构静力分析篇(桁架)@@资料
FN3
FN1 FN2
0
FN3
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FP
组成分析法 2 —— 三刚片
FP 三刚片 FP 单 杆
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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。
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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。
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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
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B
D
E
120kN
41 / 53
FAy
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FP
FP
b
E
3
结构力学章节习题及参考答案
习题2.1(6)图
习题2.2填空
(1)习题2.2(1)图所示体系为_________体系。
习题2.2(1)图
(2)习题2.2(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图
习题2.2(5)图
(6)习题2.2(6)图所示体系为_________体系,有_________个多余约束。
习题2.2(6)图
(7)习题2.2(7)图所示体系为_________体系,有_________个多余约束。
习题2.2(7)图
习题2.3对习题2.3图所示各体系进行几何组成分析。
习题2.3图
第3章静定梁与静定刚架习题解答
习题7.2(4)图
习题9.3用力矩分配法计算习题7.3图所示连续梁,作弯矩图和剪力图,并求支座B的反力。
(1)(2)
习题7.3图
习题9.4用力矩分配法计算习题7.4图所示连续梁,作弯矩图。
(1)(2)
习题7.4图
习题9.5用力矩分配法计算习题7.5图所示刚架,作弯矩图。
(1)(2)
习题7.5图
第11章影响线及其应用习题解答
习题11.1是非判断题
(1)习题8.1(1)图示结构BC杆轴力的影响线应画在BC杆上。( )
习题8.1(1)图习题8.1(2)图
(2)习题8.1(2)图示梁的MC影响线、FQC影响线的形状如图(a)、(b)所示。
(3)习题8.1(3)图示结构,利用MC影响线求固定荷载FP1、FP2、FP3作用下MC的值,可用它们的合力FR来代替,即MC=FP1y1+FP2y2+FP3y3=FR 。( )
结构力学第三章静定结构的受力分析
例2: MA
A
MA
FP L/2 L/2
FP
MB
B 结论
把两头的弯矩标在杆
端,并连以直线,然
后在直线上叠加上由
节间荷载单独作用在
简支梁上时的弯矩图
MB MA
FPL/4
FPL/4
2020年5月29日星期五7时56分M25秒B
§3-1 梁的内力计算的回顾
3)画剪力图
要求杆件上某点的剪力,通常是以弯矩图为
C
B FQBA
由: MA 0 FQBA (81 26) 2 9kN
也可由: Y 0 FQCA 17 8 9kN
剪力图要注意以下问题: ▲ 集中力处剪力有突变; ▲ 没有荷载的节间剪力是常数; ▲ 均布荷载作用的节间剪力是斜线; ▲ 集中力矩作用的节间剪力是常数。
2020年5月29日星期五7时56分25秒
L/2
M/2
FPL/4
L/2
M
M/2
2020年L5/月229日星期五L7/时2 56分25秒
§3-1 梁的内力计算的回顾
2)用叠加法画简支梁在几种简单荷载共同作用下 的弯矩图
例1: MA
q
MB
q
A
B=
qL2/8
MA
MB
+
+
MA
=A
qL2/8
MB
B
2020年5月29日星期五7时56分25秒
§3-1 梁的内力计算的回顾
2020年5月29日星期五7时56分25秒
§3-1 梁的内力计算的回顾
正 MAB
杆端内力
FNAB
A端 FQAB
MBA 正
B端
FNBA
FQBA
结构力学静定桁架
N4
N2=0 N1=N2
N3
P
N2=P N3=0
β
N1
β
N2=-N1 N2 N4=N3
5、对称结构在对称荷载作用下
对称轴上的K型结点无外力作用时, 其两斜杆轴力为零。 (注意:4、5、仅用于桁架结点)
6、对称结构在反对称荷载作用下内力
•与对称轴垂直贯穿的杆轴力为零 •与对称轴重合的杆轴力为零。
A K P I a cb d C 4a H G F
0
0
D
0 0
a E
0
M
K
Nd a
P 4
4a 0
B
Nd P
K K
Na a P 4
P 4 0, Yc P 4
M
P 4
C
2a 0
A
Na
I Na a b Ncc Nd d B
H
G
F
0
0
C 4a
0 0 0 a
Y2 P ,
2×3m
0
1
0 0 0
2
③1-1以右
M
0
2A
0
C P E 2 4×4m 1 D P B
N CE 6 4 P 0 , 2 N CE P 3
F
④2-2以下
F N1
N CE 2 3 P
P
NCE
C P
X N CE X 1 0 , 2 X 1 P, 3 5 N1 P 6
1、桁架的基本假定: 1)结点都是光滑的铰结点; 2)各杆都是直杆且通过铰 的中心; 3)荷载和支座反力都 用在结点上。 2、结点法:取单结点为分离体,得一平面汇交力系,
结构力学I-第三章 静定结构的受力分析(桁架、组合结构)
Y 0 FNEC sin FNED sin FNEA sin 10 kN 0
联立解出
FNEC FNED 10 5 33.5 思考:能否更快呢? FNEC 22.36 kN, FNED 11.18 kN
00:44
静定平面桁架
• 桁架的内力计算
由力矩平衡方程 ∑ ME = 0,可求CD杆内力。
FA×d - FNCD×h = 0
FNCD = FAd / h = M0E / h
F1 F2 F3 F4 F5
M0E FA
6d
M FB
若M0E > 0,则FNCD >0 (下弦杆受拉 )
M0E是什么?
00:44
I
II
静定平面桁架
I
II
• 桁架的内力计算
简支梁
悬臂梁
伸臂梁
刚架:受弯构件,由若干直杆联结而成的结构,其中全部或部份 结点为刚结点;
A
D
B
C
简支刚架
悬臂刚架
三铰刚架
00:44
回顾
• 结构内力图
M–AB (表0) 示结构上各截面内力值的图形:弯矩图、M剪BA (0)
力图、A端轴力图;
A
B
FNA横B 坐标 -- 截面位置;
内力图 - 弯矩
A
FA
FB
– 截面法
• 例1:试求图示桁架中杆EF、ED,CD,DG的内力。
解: ⑶ 求上弦杆EF内力,力矩法;
取 ED 和 CD 杆 的 交 点 D 为 矩 心 , 先 求 EF 杆 的 水 平 分 力
FxEF,由力矩平衡方程∑MD = 0,
FA×2d - F1×d + FxEF×H = 0
结构力学:静定桁架和组合结构
( FyDF 10kN )
结点C
20kN
Y 0
NCF 20 40 0 NCF 20kN (拉)
20 5
C
20 5
NCF
例6-2 用结点法求AC、AB杆轴力。
P
D C E G 2m 4m
FP
P
A
3m
B F
3m
4m
H 2m
解: 取结点A,将NAC延伸到C分解,将NAB延伸到 P B分解。 A NAC 5 1 NAB FxAC C FxAB 2 B 13 3 FyAB F
结点A
Y 0
A
FyAD
NAD FxAD
FyAD 30kN FxAD FyAD (lx l y ) 30(2 1) 60kN N AD FyAD (l l y ) 30( 5 1) 67.08kN (压)
NAE
30kN
5
2
X 0
N AE FxAD 60kN (拉)
1
结点E
X 0
NEF 60kN (拉)
60kN
0 E
NEF
结点D 将NDF延伸到F结点分解为FxDF及FyDF
1
5
2
M
C
0
FxDF 2 20 2 0
FxDF 20kN
FyDF FxDF (l y / lx ) 20(1/ 2) 10kN N DF FxDF (l / lx ) 20( 5 / 2) 10 5 22.36kN (压)
5
1
2
13 3
2
M
B
0
FyAC ( P 2) / 4 0.5P FxAC FyAC (2 /1) P N AC FyAC (l / l y ) 0.5P( 5 /1) 1.118P(拉)
结构力学 第三章桁架讲解
上弦杆
腹杆
下弦杆
理想与实际的偏差:并非理想铰接, 并非理想直杆, 并非为二力杆。
主内力:按计算简图计算出的内力,次内力:实际内力与主内力的差值
2.桁架的分类
按几何组成分类:
简单桁架—在基础或一个铰结三角形上依次加二元体构成 联合桁架—由简单桁架按基本组成规则构成 复杂桁架—非上述两种方式组成的静定桁架
第三章 静定结构受力分析
§3-4 静定桁架受力分析
(Statically determinate trusses)
1. 桁架的特点
(1)桁架的结点都是光滑无摩擦的铰结点; 理想桁架:
(2)各杆的轴线都是直线,并通过铰的中心;
结论:理想桁 架中的杆件均
(3)荷载和支座反力都作用在结点上。
是“二力杆”
对称,方向反对称的荷载
Fp
Fp
Fp
Fp
对称荷载
反对称荷载
对称结构的受力特点:在对称荷载作用下内力是对称的, 在反对称荷载作用下内力是反对称的。
Fp
Fp
Fp
Fp
E
D
0
A
B
C
Fp
Fp
E
D
A
B
C
既对称 又平衡 NCE NCD 0
E
D
既反对称
E
D
NED 0
又平衡
例:试求图示桁架A支座反力.
B
F
0, NDF
N DA
Fp
其它杆件轴力求 法类似.
求出所有轴力后, 2 / 2 应2把2F轴p 力标在杆件旁.
F
0, N DE
2Fp / 2
对于简单桁架,若与组成顺序相反依 次截取结点,可确保求解过程中一个方程 只包含一个未知力。
《结构力学》_龙驭球_第3章_静定结构的受力分析(5)
静定结构的受力分析,主要是利用平衡方程计算支座反力和杆件内力。 作出结构的内力图。 隔离体分析是受力分析的基础。先从结构中截取隔离体,将未知的反力 和内力暴露出来,使其成为隔离体上的外力,而后应用平衡方程计算约束反 力和内力。 1、隔离体的形式、约束力及独立平衡方程 ⑴ 隔离体的形式 隔离体的形式:结点(铰结点、刚结点、组合结点),杆件,某部分。 ⑵ 约束力的类型 选取隔离体时,在截断约束处暴露出来的约束力成为隔离体的外力。 截断链杆--有一个约束力(截面上的轴力)。 截断简单铰结--一般有两个约束力。 截断梁式杆(或截断简单刚结)--一般有三个约束力(截面上的轴力、 剪力和弯矩)。 截断可动饺支座、固定饺支座、固定支座时分別加一个、二个、三个支 座反力。
⑶ 隔离体的独立平衡方程 取铰结点为隔离体--两个独立平衡方程。 取刚结点和组合结点为隔离体--三个独立平衡方程。 取某部分(内部几何不变)为隔离体--三个独立平衡方程。 对隔离体的平衡方程应当进行优选,使求解时尽量不解或少解联立方程。 最优情况是:每建立一个新的平衡方程,只含一个新的未知量。
FP C q C C q
FQC a b y q dx 0
0
C C C MC 0 M b a a
1 1 FQC l q a a q b b 0 2 2
b b MC M M ab l
FQC
b2 a 2 l q q a 2l 2
E
F
G
FP1
FP2
A
FyE
B
C
FyG
D
FP1
E
FxE
F
FxG
G
FP2
《结构力学桁架》PPT课件
§4 结点法与截面法的联合应用
杆件数
1、尽量建立独立方程: W=2j-b=0
方程式数
2、避免使用三角函数
未知内力数
N l
ly N
lx
3、假设拉力为正
NY X
N= X = Y
l
lx
ly
+
一、平面汇交力系
3 -90 5
7
结点2
40
H=0
60 60
1
2 40kN
4 60kN
6 80kN
8
4m
N23
N23 40
60
2
N24 N24 60
X34
N34
40
5 4
50
N12 X13 0
80 40 Y34
N35 30 60 0
N12 60
N35 90
3 -90
5 -90
7
4m
60
_
80
40
30 + 40 0
20 80 +
75 _
100
15
H=0
60
60
75
75
2 40kN
4 60kN
6
8
80kN
V1=80kN
V1=80kN
结点1 5
结构力学3静定结构的受力分析-桁架
3)适用:简单桁架
4)计算要点:
①一般结点上的未知力不能多于两个。
②计算顺序按几何组成的相反次序进行,即从最后一个 二元体开始计算。
3.6 静定平面桁架
12
1、结点法 4)计算要点: ②计算顺序按几何组成的相反次序进行,即从最后一个二元体开 始计算。
③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。
FN
平面桁架:当桁架各杆轴线和外
力都作用在一个平面内。
FN
4.理想桁架中杆的内力 主内力—轴力,拉力为正,压力为负。
3. 5静定平面桁架
7
5、桁架的特点及各部分的名称
斜杆
上弦杆
竖杆
桁高
下弦杆 斜杆
腹杆 竖杆
节间
l 跨度
3. 5静定平面桁架
8
6、桁架的分类
1)按弦杆外形分类
a) 平行弦桁架
b)抛物线桁架
P 2P P
A
B
3.7 静定结构受力分析总述
2、静定结构派生性质 ③构造变换的特性
P
A
B
37
P
A
B
当静定结构的一个内部几何不变部分作构造变换时,其 余部分的内力不变。
3.7 静定结构受力分析总述
38
35
2、静定结构派生性质
②静定结构的平衡力系特性(局部平衡特性)
当平衡力系加在静定结构的某一内部几何不变部分时,其
余部分都没有内力和反力。
P 2P P
aa
P
P
aa
P
P
局部平衡部分也可以是几何可变的 只要在特定荷载作用下可以维持平衡
3.7 静定结构受力分析总述
36
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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
竖向荷载下将 产生水平反力
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内力的方法
37.5
19
பைடு நூலகம்
-8 kN
YDE CD 0.75 X DE CE 0.5
0 -33
-33 -33
-33
34.8 19
-8
-8
-5.4 -5.4
37.5
34.8 19
小结
• 以结点作为平衡对象,结点承受汇交力 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。
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. 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)。
• 实际结构中由于结点并非是理想铰,同时还将 产生弯矩、剪力,但这两种内力相对于轴力的 影响是很小的,故称为次内力(secondary internal forces)。
次内力的影响举例
杆号 起点号 终点号
12
4
24
6
36
8
48
10
51
3
63
5
75
7
87
9
桁架轴力 -35.000 -60.000 -75.000 -80.000
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
三、按几何组成分类
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
4. 非零的特殊杆件形式
FN1 FN1= FN2
FN1 α
FN2
FN2 α
FN1= -FN2
判断结构中的零杆
FP
FP
FP/ 2
FP/2
FP
G
G
零杆
P
F
E
P
例1. 求以下桁架各杆的内力
0 -33 34.8
19
19
Y 0 YNAD 11 kN YNAD CD 0.5 X NAD AC 1.5 X NAD 3YNAD 33 kN
X 0 FNAC 33 kN
0 -33
-33
34.8 -8
19
19
0 -33
-33
34.8
-8 -5.4
19
§3-4 静定平面桁架
桁架结构(truss structure)
横梁
主桁架
纵梁
弦杆
上弦杆 斜杆 竖杆 腹杆
下弦杆
桁高
d 节间
跨度
• 经抽象简化后,杆轴交于一点,且“只 受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的 工程结构.
• 特性:只有轴力,而没有弯矩和剪力。 轴力又称为主内力(primary internal forces)。
F
E
C
D
A
B
C
D
A
B
• 由结点平衡方程可求得桁架各杆内力。
在用结点法进行计算时,注意以下四点, 可使计算过程得到简化。
• 对称性的利用
如果结构的杆件轴线对某轴(空间桁架为 某面)对称,结构的支座也对同一条轴对 称的静定结构,则该结构称为对称结构 (symmetrical structure)。
对称结构在对称或反对称的荷载作用下, 结构的内力和变形(也称为反应)必然对称 或反对称,这称为对称性(symmetry)。
0.000 35.000 60.000 75.000
刚架轴力 -34.966 -59.973 -74.977 -79.977
0.032 35.005 59.997 74.991
理想桁架的定义
• 各结点都是光滑无摩擦的铰结点。 • 各杆轴均为直线,并都通过铰的中心。 • 荷载都作用在结点上。
桁架结构的分类: