建筑施工 第十二章 建筑荷载及桁架的受力分析[1]

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4 建筑结构及受力分析静定平面桁架

4 建筑结构及受力分析静定平面桁架
4 静定平面桁架
建筑结构及受力分析
4.1 桁架的概念及特点 4.2 结点法计算桁架杆件内力
4.3 截面法计算桁架杆件内力


4.1 桁架的概念及特点
4.1.1 桁架受力分析假定
பைடு நூலகம்通常在分析桁架内力时做以下四点假设: (1) 桁架中联接各杆件两端的铰是无摩擦的理想铰,它不能承受弯矩(各杆件可绕铰链自由转动)。 (2) 桁架中所有杆件都是直杆,且各杆的轴线都是直线并通过铰的中心。 (3) 杆件的自重不计。 (4) 荷载和支座反力都作用在结点上,并且都位于桁架平面内。
4.1.2 桁架的组成方式
常用的桁架一般按下列两种方式组成: (1) 由基础或由一个基本铰接三角形开始,依次增加二元体所组成的桁架,称为简单桁架。 (2) 几个简单桁架按照几何不变体系的组成规则联合而成的桁架,称为联合桁架。
4.2 结点法计算桁架杆件内力
4.2 结点法计算桁架杆件内力
桁架在结点荷载和支座反力的作用下处于平衡,桁架的每一结点也一定保持平衡。
4.2 结点法计算桁架杆件内力
【例 4.1】 试用结点法计算图 4.4a 所示荷载作用下的桁架中各杆的内力。
4.2 结点法计算桁架杆件内力
【例 4.2】 试判别如图4.7、图4.8所示桁架的零杆。
4.3 截面法计算桁架杆件内力
4.3 截面法计算桁架杆件内力
截面法是假想用一个截面去截开若干根杆件,将桁架分割为两个脱离体,取其中一个脱离体,绘出受力 图,再根据静力平衡方程求出杆件的未知内力。 由于截面法分割桁架的脱离体是平面一般力系,因此,截面 法的平衡方程有三个,可以求出三个未知内力。
结点法是取桁架的结点为研究对象(即取结点为脱离体),利用各结点的静力平衡条件来计算杆件内力 的方法。 杆件内部各质点间的相互作用力由于受到外力作用而引起的改变量,称为内力。

桁架结构的受力分析与计算

桁架结构的受力分析与计算

桁架结构的受力分析与计算桁架结构是一种由各种杆件连接而成的稳定结构,被广泛应用于建筑、桥梁、航天器等领域。

在设计和建造桁架结构时,受力分析和计算是至关重要的步骤。

本文将介绍桁架结构的受力分析方法,并给出相应的计算步骤。

一、桁架结构的受力分析桁架结构由杆件和节点组成,杆件通常是直线段或曲线段,节点是连接杆件的固定点。

在受力分析中,需要确定每个节点和杆件的受力情况。

1. 节点的受力分析节点是桁架结构中的重要连接点,它承受着来自相邻杆件的受力。

对于单个节点,可以利用力平衡原理来进行受力分析。

首先,在水平方向上,所有受力要素的水平分力之和应等于零;其次,在竖直方向上,所有受力要素的竖直分力之和也应等于零。

通过解这两个方程,可以求得节点的受力。

2. 杆件的受力分析杆件是桁架结构中起支撑作用的构件,它们承受着来自外力和节点的受力。

在受力分析中,需要确定每个杆件的受力大小和方向。

根据静力平衡原理,杆件上的受力要满足力的平衡条件,即合力为零。

可以利用力的合成和分解的原理来进行受力分析,将受力分解为水平方向和竖直方向的分力。

通过解这些方程,可以求得杆件的受力。

二、桁架结构的受力计算在桁架结构的受力计算中,需要根据受力分析的结果来进行具体的计算。

主要涉及到以下几个方面。

1. 材料的选择和强度计算桁架结构中的杆件通常采用钢材、铝材等材料制作。

在进行强度计算时,需要考虑材料的强度和安全系数。

根据结构所受力的种类(拉力、压力或剪力),选择适当的强度计算公式和安全系数。

2. 荷载的计算桁架结构在使用过程中会承受各种形式的荷载,如静荷载、动荷载、地震荷载等。

荷载的计算是桁架结构设计的重要一环。

需要根据设计要求和建筑规范,合理计算各种荷载的大小和作用方向,以确定结构的强度和稳定性。

3. 结构的稳定性计算桁架结构在承受荷载作用时,需要保持结构的稳定性,避免产生倾覆和失稳等安全隐患。

在进行结构的稳定性计算时,需要考虑结构的整体平衡和节段局部稳定性问题。

大型桁架模板受力计算(最新版)

大型桁架模板受力计算(最新版)

中交第一航务工程局第五工程有限公司模板受力计算书(胸墙模板)单位工程:锦州港第二港池集装箱码头二期工程计算内容:胸墙模板计算编制单位:主管:计算:审批单位:主管:校核:锦州港第二港池集装箱码头二期工程胸墙模板计算书一、设计依据1.中交第一航务工程勘察设计院图纸2.《水运工程质量检验标准》JTS257-20083.《水运工程混凝土施工规范》JTJ268-964. 《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)5. 《组合钢模板施工手册》6. 《建筑施工计算手册》7. 《港口工程模板参考图集》二、设计说明1、模板说明在胸墙各片模板中,1#模板位于码头前沿侧,浇筑胸墙高度为3.15m,承受的侧压力最大,同时胸墙外伸部分的重量也由三角托架来承受,因此选取1#模板来进行计算。

1#模板大小尺寸为17.9m(长)×3.15m(高)。

采用横连杆、竖桁架结构形式大型钢模板面板结构采用安装公司统一的定型模板,板面为5mm钢板制作,背后为50×5竖肋。

内外横连杆采用单[10制作,间距为75cm;桁架宽度为650cm,最大水平间距75cm,上弦杆采用背扣双[6.3,下弦杆为双∠50×50×5,腹杆为方管50×5。

2、计算项目本模板计算的项目⑴模板面板及小肋⑵模板横连杆的验算。

⑶模板竖桁架的验算。

⑷模板支立的各杆件的验算。

模板计算1、混凝土侧压力计算混凝土对模板的最大侧压力: Pmax = 8K S +24K t V 1/2=8×2.0+24×1.33×0.57½=40.1kN/m ² 式中: Pmax ——混凝土对模板的最大侧压力Ks ——外加剂影响系数,取2.0Kt ——温度校正系数 10℃时取Kt =1.33 V ——混凝土浇筑速度50m 3/h ,取0.57m/h 砼坍落度取100mm==倾倒侧P P P m ax 40.1+6×1.4=48.5 kN/m ²取50KN/ m ²其中倾倒P 为倾倒砼所产生的水平动力荷载,取6kN/㎡×1.4=8.4kN/㎡。

型材桁架受力分析

型材桁架受力分析

1
施工荷载验算
1.桁架受力计算分析
1.1施工荷载
皮带机桁架分析,取跨度最大的桁架作为分析对象,按最大跨度24m 计算分析,总自重约6570.72kg,在浇筑过程中混泥土(砂石)以最大值50kg/m 来计算共24×50=1200kg。

总受力为:(6570.72+1200)kg×9.8N/kg=64.4+11.76=76.16KN。

桁架简图及
跨度简图如下:
桁架跨度简图
1.2受力分析
根据制作简图以及实际最大跨度简图,在24m 中心处桁架最底部的角铁受力是最大的,受力分析过程中可取底部桁架主梁24m 长的一根作为计算分析。

其受力简图如下,进行最大挠度和刚度校核。

2受力简图
(1)最大挠度计算挠度计算公式:EI
Pl P v 483
v =式中:P =76.16KN
l =24m
查表可得:E =200GPa
I =73.49cm4
14.92mm
73.49910002483
1032431076.16
483v =
⨯⨯⨯⨯⨯⨯==EI Pl P v 桁架的最大挠度为:
29.84mm
vp v max p =+=v p v v (2)校核刚度
[]v =48mm
48m 0.0500/24500/===l []
v v =48mm <29.84mm max p =由综上所计算分析可得角铁80*8所做的桁架满足刚度条件,整体桁架结构受力稳定。

桁架受力分析报告

桁架受力分析报告

3.4静定平面桁架教学要求掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点,熟练掌握桁架结构的内力计算方法结点法、截面法、联合法3.4.1桁架的特点和组成341.1静定平面桁架桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。

这种结构形式在桥梁和房屋建筑中应用较为广泛,如南京长江大桥、钢木屋架等。

实际的桁架结构形式和各杆件之间的联结以及所用的材料是多种多样的,实际受力情况复杂,要对它们进行精确的分析是困难的。

但根据对桁架的实际工作情况和对桁架进行结构实验的结果表明,由于大多数的常用桁架是由比较细长的杆件所组成,而且承受的荷载大多数都是通过其它杆件传到结点上,这就使得桁架结点的刚性对杆件内力的影响可以大大的减小,接近于铰的作用,结构中所有的杆件在荷载作用下,主要承受轴向力,而弯矩和剪力很小,可以忽略不计。

因此,为了简化计算,在取桁架的计算简图时,作如下三个方面的假定:(1)桁架的结点都是光滑的铰结点。

(2)各杆的轴线都是直线并通过铰的中心。

(3)荷载和支座反力都作用在铰结点上。

通常把符合上述假定条件的桁架称为理想桁架。

341.2桁架的受力特点桁架的杆件只在两端受力。

因此,桁架中的所有杆件均为二力杆。

在杆的截面上只有轴力。

3.4.1.3桁架的分类(1简单桁架:由基础或一个基本铰接三角形开始,逐次增加二兀体所组成的几何不变)体。

(图3-14a)(2联合桁架:由几个简单桁架联合组成的几何不变的铰接体系。

(图3-14b ))(3)复杂桁架: 不属于前两类的桁架。

(图3-14C )342桁架内力计算的方法桁架结构的内力计算方法主要为:结点法、截面法、联合法结点法一一适用于计算简单桁架。

截面法一一适用于计算联合桁架、简单桁架中少数杆件的计算。

联合法——在解决一些复杂的桁架时,单独应用结点法或截面法往往不能够求解结构的内力,这时需要将这两种方法进行联合应用,从而进行解题。

解题的关键是从几何构造分析着手,利用结点单杆、截面单杆的特点,使问题可解。

桁架分析

桁架分析
桁架分析
桁架是承重用的結構,為了減輕重量、節省材料,採

用細長桿件以特定方式組合而成。
高壓電塔、衛星接收天線、建築工地的天車、某類橋
樑與簡易型鐵皮屋的屋頂等,都常使用桁架結構。
一般由頭、尾相接的細長形構件所組成。 構件重遠小於所支承的載重。 桁架構件主要用來承受軸向力,而非垂直於軸線的橫 向力或彎曲力矩,為確保此點,外力必須作用在節點上。
T
構件受壓力,力量靠近節點
C C C C
節點法分析步驟
利用整體的平衡來求支撐點的反作用力 。 找出零力桿件。
選擇只有兩個(或一個)未知數的節點分析,以 該節點的平衡求相關構件的作用力。 利用剩餘的節點,核驗答案。
零力桿件
零力桿件
(1) 二根桿件連接於一節點而不共線時,若無任何外力 作用於該節點,則此二根桿件均為零桿件。
(2) 二根桿件連接於一節點而不共線時,若其中一根桿 件與外力共線,則此桿件之內力大小必等於此外力之 大小,且二者方向相反,而另一根桿件則為零桿件。 (3) 三根桿件連接於一節點時,若其中二根桿件共線, 且無任何外力作用於該節點,則共線的二桿件,其內 力必大小相等方向相反,而第三根桿件必為零桿件。 (4) 四根桿件連接在一節點上,當無任何外力作用於該 節點時,共線桿件之內力必大小相等而方向相反。
桁架分析的基本假設
作用在桁架上的外力及桿件之應力在
同一平面,且均作用在節點上。
每一根桿件皆為二力桿件。 節點均視為無摩擦力的插銷接點。 桁架中桿件均為剛體,構件的重量可
忽略。
桁架分析的基本假設
真實接點可能為鉚接、焊接或以螺栓栓接
桁架分析的基本假設
真實接點可能為鉚接、焊接或以螺栓栓接
桁架分析的基本假設

《结构力学》静定桁架和组合结构的内力分析-知识点归纳总结

《结构力学》静定桁架和组合结构的内力分析-知识点归纳总结

5.2 《结构力学》静定桁架和组合结构的内力分析-知识点归纳总结一、桁架按几何组成特征分类(1)简单桁架:由基础或一个基本铰结三角形依次增加二元体形成;(2)联合桁架:由几个简单桁架按几何不变体系的几何组成规则形成;(3)复杂桁架:不是按简单桁架或联合桁架几何组成方式形成。

二、桁架计算的结点法1、取隔离体截取桁架结点为隔离体,作用于结点上的各力(包括外荷载、反力和杆件轴力)组成平面汇交力系,存在两个独立的平衡方程,可解出两个未知杆轴力。

采用结点法计算桁架时,一般从内力未知的杆不超过两个的结点开始依次计算。

计算时,要注意斜杆轴力与其投影分力之间的关系(图1):图1式中,为杆件长度,和分别为杆件在两个垂直方向的投影长度;为杆件轴力,和分别为轴力在两个相互垂直方向的投影分量。

结点法一般适用于求简单桁架中所有杆件轴力。

2、特殊杆件(如零杆、等力杆等)的判断L 形结点(图2a ):呈L 形汇交的两杆结点没有外荷载作用时两杆均为零杆。

T 形结点(图2b ):呈T 形汇交的三杆结点没有外荷载作用时,不共线的第三杆必为零杆,而共线的两杆内力相等且正负号相同(同为拉力或同为压力)。

X 形结点(图2c ):呈X 形汇交的四杆结点没有外荷载作用时,彼此共线的杆件轴力两两相等且符号相同。

K 形结点(图2d ):呈K 形汇交的四杆结点,其中两杆共线,而另外两杆在共线杆同侧且夹角相等。

若结点上没有外荷载作用,则不共线杆件的轴力大小相等但符号相反(即一杆为拉力另一杆为压力)。

Y 形结点(图2e ):呈Y 形汇交的三杆结点,其中两杆分别在第三杆的两侧且夹角相等。

若结点上没有与第三杆轴线方向倾斜的外荷载作用,则该两杆内力大小相等且符号相同。

对称桁架在正对称荷载下,在对称轴两侧的对称位置上的杆件,应有大小相等、性质相y N x x yF F F l l l ==l x l y l N F x F y F同(同为拉杆或压杆)的轴力;在反对称荷载下,在对称轴两侧的对称位置上的杆件,应有大小相等、性质相反(一拉杆一压杆)的轴力。

建筑结构的受力分析方法

建筑结构的受力分析方法

建筑结构的受力分析方法建筑结构是指一个建筑物所要承受的各种力的平衡关系,也叫做静力学。

建筑结构的受力分析是建筑设计中非常重要的部分,它能够帮助建筑师评估建筑物的可靠性和安全性,并且为建筑物的设计提供指导。

在建筑结构的受力分析中,受力分析方法至关重要。

下面,我们将简要介绍一下建筑结构的受力分析方法。

一、静平衡法静平衡法是建筑结构分析的基本方法,它是在条件没有改变的情况下,建筑结构所受的各种力保持平衡的原理。

在分析建筑结构时,首先要根据静平衡原理,记录下建筑物所受的重力以及外部作用力的大小、方向,然后再根据这些记录出的数据来计算建筑结构的各种力的作用。

通过这种方法,我们可以算出结构的受力情况,并且得出结构的实际承受能力。

二、弹性理论弹性理论是建筑结构受力分析的一个比较成熟的分析方法。

它利用弹性参数所确定的弹性模型计算结构的应力和应变。

弹性模型是根据特定材料的特性建立的,通常包括弹性模量、泊松比和剪切模量。

根据弹性理论,可以检查建筑结构在外部作用力下的应力和应变,以此判断结构是否稳定,以及是否需要更改结构的设计。

三、有限元方法有限元分析是一种计算机辅助的数字分析方法,它可以将复杂的建筑结构分解成许多小的部分,然后分别计算每个小部分的应力和应变,然后再将所有这些小部分合在一起得出整个结构的应力和应变。

有限元方法的优点在于可以模拟结构的整个过程,充分考虑了结构的实际变形情况,可以更加准确地分析结构的安全性。

四、荷载试验荷载试验是一种非常直接的建筑结构测试方法。

在这种测试中,工人或机器使用一定数量的负载,来代表建筑物在各种条件下受到的力。

通过荷载试验,我们可以直接测量建筑结构的变形、应力和应变等情况,以此来检查建筑物的稳定性和建筑结构的可靠性。

综上所述,建筑结构的受力分析方法是建筑设计中至关重要的部分。

从静平衡法到荷载试验,每种方法都有其独特的优势和应用场景。

在设计建筑结构时,需要根据自己设计师的需求,选择适合自己的分析方法,以确保建筑物的可靠性、安全性和可持续性。

建筑荷载及构件受力简述

建筑荷载及构件受力简述

建筑荷载及构件受力简述(一)建筑荷载(二)建筑构件受力状态(一)、建筑荷载1、荷载的分类(1)、荷载按随时间变化可分为:永久荷载如建筑结构自重、构造层自重及不均匀下沉产生的作用。

可变荷载:活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载偶然荷载:爆炸力、撞击力、雪崩、大地震等。

(2)、荷载按移动状况可分为:静荷载:自重、雪荷载等。

可移动荷载:楼上的人群、家具、设备等。

(3)、荷载按分布情况可分为:集中荷载,分布荷载。

2、荷载规定与表示方法(1)荷载的有关规定①恒载:一般为构件及建筑构造层的自重加在结构上的力。

这种荷载的确定,是由构件自身的体积乘以构件所用材料的单位体积重量而得到。

木结构建筑物5-7kN/m2钢结构建筑物6-8kN/m2钢筋混凝土和砌体结构建筑物9-11kN/m2②、楼面活荷载:住宅、办公室取1.5kN/m2教室、会议室取2.0kN/m2③、雪荷载:雪荷载即作用在建筑物和构筑物上的计算雪压。

④、风荷载:风荷载即作用在建筑物和构筑物上的计算风压。

⑤、地震荷载:地震荷载即由地震引起对建筑物的动态作用。

地震荷载与建筑物总重力和地震影响系数有关。

地震影响系数又与地震烈度、建筑物自身的自振周期、建筑物所在地的地基软硬程度有关。

地震烈度与震级的概念不同,震级是指地震发生时所释放出来的能量大小,震级最高为8级。

地震烈度是指建筑物或构筑物在地震力作用下遭受破坏的程度,我国地震裂度最高为12度。

(2)荷载的表示方法荷载是用荷载简图表示,即把一个构件抽象成一条粗实线,把构件上受的荷载,抽象成一个或多个箭杆,并标出其值大小、方向及作用点位置。

集中荷载:抽象成一个箭杆或几个箭杆;均布荷载:抽象成一排等高的箭杆线;非均布的荷载:可抽象成一排不等高的箭杆线。

(二)建筑构件受力状态构件是建筑物上独立杆件,结构则是由构件相互连接,构成的平面或立体几何形体。

构件承受荷载的能力与其材料的性能,断面几何尺寸有关。

而结构的承载力,主要与整体组合形式有关决定构件在受力状态下能否安全工作的主要因素有三方面:作用在构件上力的大小;构件的横截面面积(又称载面积)的大小;构件本身材料的力学性能(材质)的好坏。

桁架内力分析

桁架内力分析
熟练掌握 计算桁架内力的基 本方法: 结点法和截面法
采取最简捷的途径计算桁架内力
能够分析和计算组合结构的内力 尤其注意区分二力杆和非二力杆
组合结构的计算
组合结构——由链杆和受弯杆件混合组成的结构。
A FN图(kN)
5 kN
8 kN I 4
C
12 M图(kN . m)
B
-6 F 6 12
-6 G
2m
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
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
D
E
4m 2m 2m 4m
4 m 3 kN
I
一般情况下应先计算链杆的轴力 取隔离体时宜尽量避免截断受弯杆件
0 -33
-33 -33
-33
34.8 19
-8
-8
-5.4 -5.4
37.5
34.8 19
-8 kN
YDE CD 0.75 X DE CE 0.5
YNAD CD 0.5 X NAD AC 1.5
• 由结点平衡方程求得桁架各杆内力。
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. 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)。

钢桁架拼装及受力分析施工技术

钢桁架拼装及受力分析施工技术

钢桁架拼装及受力分析施工技术【摘要】目前随着桥梁上部现浇技术的不断成熟,一些跨大河、大江、沟槽的桥梁上部施工一般采用挂篮悬臂现浇和钢结构悬臂拼装施工,本文根据工程实例简要介绍跨河、跨路的钢桁架主桥拼装的施工方法和用工程软件计算受力情况进行了论述。

【关键词】钢桁架拼装受力分析一、工程简介本工程位于南二环跨越京杭大运河处,为新建工程。

桥位处原河道堤顶宽约160米。

新建南二环路按快速路标准实施,跨越京杭大运河处需按规划标准新建跨河大桥。

主桥钢桁拱桥主跨节间长度为11m,共22个节间;边跨节间长度9m,共9个节间,边跨平行弦高13.18m,中跨拱顶桁高9m,支点加劲弦高16m,拱肋采用二次抛物线。

钢桁拱主桁由3片主桁架组成,桁架之间中心间距为17.5m。

图1跨京杭大运河桥梁主桥示意图二、主跨施工主跨桁架施工采用悬臂拼装,用两台塔吊从边跨向中间逐步拼装直至合拢。

主桁架拼装完成后拼装吊杆,再从桥面上依次安装桥面板。

桥面板采用汽车吊安装。

(一)首先进行主桥下部施工,这里就不做说明(二)搭设边跨支架1.对支架基础进行处理;2.搭设支架,支架采用门式支架。

(三)边跨主桁架结构、桥面板安装1.用吊机安装边跨主桁架;2.用吊机安装边跨桥面板;3.边墩支座采用临时支座,并根据计算出的主拱挠度值降低支座标高。

(四)主跨塔吊安装图2、塔吊安装示意图(五)主跨主桁架安装1.用塔吊两边对称悬臂拼装主拱圈;2.合拢段施工:合拢前首先调节中跨标高,将边墩永久支座安装到位并调节标高至设计标高;调节水平位移;3.安装主拱圈合拢段杆件(六)主跨吊杆安装(七)主跨桥面板安装:用吊机从桥面进行吊装,从两侧对称依次向跨中进行安装直至合拢。

三、钢桁梁安装流程计算分析主桥钢拱安装主要分为四个部分,即边跨支架安装、中跨主拱悬臂安装并合拢;中跨吊杆、系杆安装并合拢;中跨横梁及桥面系的安装。

(一)主拱合拢前受力情况图4 主拱单侧模型示意图1.合拢前各墩支反力2.合拢前主拱挠度3.合拢前主拱应力:经计算得出,合拢前主拱应力最大拉应力为109Mpa,最大压应力为152.54Mpa;主拱跨中最大挠度333.1mm;边墩支反力分别为:62KN、71KN、62KN,主墩支反力分别为:927.8KN、1200.5KN、927.8KN。

静定平面桁架受力分析

静定平面桁架受力分析

静定平面桁架受力分析(轴力)一.节点法(适合求简单桁架所有杆件的轴力)注意两点:1、求解顺序:按课撤出二元体的顺序(与加上二元体顺序相反)2 、未知内力一律设为正(即为受拉),已知力按正确方向标出。

设投影轴一律设一轴在未知力上。

特殊点介绍(零杆判断,首先必须是节点无荷载):1、节点只有两根杆且节点无荷载,有:2、节点受力与其一轴线重合,另一杆为0,重合杆力大小与外力相等,方向相反。

3、三杆中两杆在一直线上,另一杆受力为0.例:求杆的轴力解:(1)求支座反力Y A=YB=12×(7×4)=14KN( )(2)零杆判别,判别后的零杆对受力没有影响,可以去掉。

由零杆判别知识可知,杆1、2、3、4、5均为零杆。

(3)按一定顺序求解(左到右或右到左)求解。

分别对节点进行受力分析即可,画出研究点隔离体。

A点:NA C×0.8+10=0 NAC=-12.5KN(压)NA E-12.5×0.6=0 NAE=7.5KN(拉)C点:-NCD×0.8+12.5×0.8-4=0 NCD=7.5(拉)NCF+12.5×0.6+7.5×0.6=0 NCF=-12KN(压)D点:由E点可知NDE=7.5KN(拉)ND G×0.8+7.5×0.8-4=0 NDG=-2.5KN(压)NDH-7.5-2.5×0.6-7.5×0.6=0 NDH=13.5KN(拉)注:杆件受拉,杆件对节点的力也为拉。

(4)算出后把力写在杆旁边。

二、截面法(求指定杆的轴力或联合桁架中连系杆件的轴力)注意:隔离体上有许多力(已知与未知)它们构成平面一般力系,可建三个独立方程,一次最多可求三个未知力,因此截断未知力杆一般不超过三根。

截断未知力杆可超过三根的特殊情况:(1)截断未知内力的杆,除了某根以外,其余各杆都交于一点(只可通过对交点取矩求不通过交点的杆的轴力),如:从 Ⅰ-Ⅰ截面截开,由于其余四根杆过A 点,不产生力矩,所以可以通过对A 点取矩求出α杆的轴力。

《桁架内力计算》课件

《桁架内力计算》课件
《桁架内力计算》ppt课件
目 录
• 引言 • 桁架基本概念 • 计算方法介绍 • 计算实例分析 • 总结与展望 • 参考文献
01
引言
课程背景
介绍《桁架内力计算》课程在土木工程学科中的 重要性,以及在工程实践中的应用。
简要说明桁架结构在建筑、桥梁、机械等领域的 应用和作用。
强调掌握桁架内力计算对于工程师的专业素质和 职业发展的重要性。
未来发展方向
01
研究热点与前沿
02
探讨新型材料对桁架结构的影响和应用
研究智能化技术在桁架内力计算中的应用前景
03
未来发展方向
课程改进方向 增加更多实际工程案例,丰富教学内容 加强实践教学环节,提高学生的动手能力
未来发展方向
教师发展建议 鼓励教师参加学术交流活动,了解最新研究动态
加强教师之间的合作与资源共享,提高教学质量
他方法进行计算。
04
计算实例分析
简单桁架计算
1 2
简单桁架定义
由直杆组成,只在节点处相交,且只承受轴向力 。
计算步骤
先求出各杆件所受轴力,然后根据杆件截面面积 和材料强度进行承载能力校核。
3
实例
一个由四根等长直杆组成的四边形简单桁架。
复杂桁架计算
复杂桁架特点
包含多种杆件类型,如斜杆、交叉杆等;节点不仅承受轴 向力,还承受弯矩和剪力。
01
计算方法
采用节点法和截面法相结合,先求出各 节点处的受力,再根据杆件截面特性和 材料属性进行承载能力分析。
02
03
实例
一个由多种杆件组成的桥梁架结构 。
实际工程应用
桁架在工程中的应用
01
桥梁、塔架、屋架等结构形式。

静定桁架受力分析.pptx

静定桁架受力分析.pptx
凸向即q指向
出现尖点
尖点指向即P的指向
4.集中力偶作用处
无变化
发生突变
m
两直线平行
注备
Q=0区段M图 Q=0处,M 平行于轴线 达到极值
集中力作用截 集中力偶作用点
面剪力无定义
弯矩无定义
5、在自由端、铰支座、铰结点处,无集中力偶作用,截面弯矩等于零, 有集中力偶作用,截面弯矩等于集中力偶的值。
6、刚结点上各杆端弯矩及集中力偶应满足结点的力矩平衡。两杆相交刚 结点无集中力偶作用时,两杆第端36弯页矩/共等42值页 ,同侧受拉。
结点单杆:利用结点的一个平衡方程可求出内力的杆件
单杆
第9页/共42页
单杆
零杆:在桁架中,轴力为零的杆件。 (1)两根杆的结点
(a)若结点上无荷载,则二杆全为零。 (b)若荷载沿其中一杆的方向,则该杆轴
力为P,另一杆为零杆。
P
N1
N2
(aN)1 0 N2 0
N1
N2
(bN)1 P N2 0
第10页/共42页
B 20
0
N BD
NBA
20
60 20
80
Q图(kN)
N图(kN)
第41页/共42页
感谢您的观看!
第42页/共42页
练习:求图示桁架指定杆件内力(只需指出所选截面即可)
P
b
P
b
P
P
b
c
第37页/共42页
练习:求图示桁架指定杆件内力(只需指出所选截面即可)
a
b
P
P
P
P c
第38页/共42页
练习: 试计算图(a)所示简支刚架的支座反力,并绘制M、Q和N图。
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工程中的桁架结构
工 程 中 的 桁 架 结 构
二、平面杆件结构的计算简图
1、结构体系的简化 空间 平面 ?
2、杆件的简化 以杆件的轴线代表杆件:直杆和曲杆
3.结点的简化
(1) 铰结点
(2的基本假定—理想桁架
理想桁架的基本假定: 1、所有杆件只在端部连接 2、铰链都是光滑的、无摩擦, 3、外力仅作用在节点上, 4、杆件的自重不计 理想桁架的特点:
l
qb
自由体:在空间能沿任何方向、不受 限制的自由运动的物体。 非自由体或被约束体:在某些方向上 受到限制而不能完全自由运动的物体。 约束:限制非自由体运动的物体。
工程中常见的约束
1、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
柔索只能受拉力,又称张力.用 FT表示.
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体. 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向,为拉力.
2
画出主动力
画出约束力

3
水平均质梁 AB 重为 P ,电动机 1 重为 P ,不计杆 CD的自重, 2 画出杆 CD和梁 AB的受力图。
解: 取 CD 杆,其为二力构件,简称 二力杆,其受力图如图(b)

3
取 AB 梁,其受力图如图 (c)
CD 杆的受力图能否
画为图(d)所示? 若这样画,梁 AB 的受力 图又如何改动?
X 0,
XB 0
m A ( F ) 0, 4YB 2P 0 mB ( F ) 0, 2P 4 N A 0
X B 0, N A YB 5 kN
②依次取A、C、D节点研究,计算各杆内力。
0 X 0 S2 S1 cos 30 0 0 Y 0 N A S1 sin 30 0
解得S2 8.66kN,S1 10kN (表示杆受压)
X 0 Y 0
S4 cos 300 S1 ' cos 300 0
S3 S1 'sin30 0 S4 sin30 0 0
代入S1' S1
解得: S3 10 kN , S 4 10 kN
X 0
此时整体受力图如图(f) 所示

讨论:若左、右两拱都考 虑自重,如何画出各受力 图? (h)(i) 如图(g)
4

5
不计自重的梯子放在光滑水 平地面上,画出梯子、梯子 左右两部分与整个系统受力 图.
解:
绳子受力图如图(b)所示

梯子左边部分受力图 如图(c)所示
5
梯子右边部分受力图 如图(d)所示

5
整体受力图如图(e)所示
提问:左右两部分梯子在 A 处,绳子对左 右两部分梯子均有力作用,为什么在整体
受力图没有画出?
一、桁 架 的 定 义
工程中由杆件通过焊接、铆接 或螺栓连接而成的结构,称为 “ 桁架”。
桁 架中节点的连接情况(铆接、焊接、螺接)
工程中的桁架结构
工程中的桁架结构
工程中的桁架结构
2、具有光滑接触面(线、点)的约束(光滑接触约束)
3 、光滑铰链约束(径向轴承、圆柱铰链、固定铰链 支座等) (1) 径向轴承(向心轴承) 约束特点: 轴在轴承孔内,轴为非自由体、 轴承孔为约束.
约束力: 当不计摩擦时,轴与孔在接触处为光滑接 触约束——法向约束力.约束力作用在接触处,沿径向 指向轴心.
当外界载荷不同时,接触点会变,则约束力的 大小与方向均有改变.
可用二个通过轴心的正交分力
FAy
Fx , Fy 表示.
FAx
光滑圆柱铰链约束
4.支座的简化
(1) 铰支座
(2) 滚轴支座
X
Y
(3) 固定支座
Y
(4)定向支座
M
X
Y
M
Y
受力分析:确定物体受到几个力作用,每个力的作用位置和 作用方向,这个分析过程称为物体的受力分析。 受力图:表示物体受力的简明图形。 在受力图上应画出所有力,主动力和约束力(被动力) 画受力图步骤: 已知力

4
不计三铰拱桥的自重与摩擦, 画出左、右拱 AB, CB 的受力图 与系统整体受力图.
解:
右拱 CB 为二力构件,其受力 图如图(b)所示

取左拱 AC ,其受力图如图 (c)所示
4
系统整体受力图如图 (d)所示

4
考虑到左拱 AC 三个力作用下 平衡,也可按三力平衡汇交定 理画出左拱AC 的受力图,如 图(e)所示
q
假如梁的高位 则
所以得到
Q bhl Q bhl q bh L l
h,宽度为 b,长为 l ,自重度为
2、均布面荷载化为线荷载的计算
q , 2230 k n / m 2
板上全部的荷载为
Q qbl
荷载Q时沿板均匀分布的,于是,沿板跨度方向均匀 分布的线荷载q为
q Q
组成桁架的杆件只承受拉力或压 力,都是二力杆
简化计算模型
节点
杆件
四 静力分析的基本方法
10KN
1 2
20KN
4
20KN
6
20KN
8
10KN
节 点 法
A
3
5
7
B
以节点为平衡对象; 节点力的作用线—沿杆 件轴线,指向可以假设;
确定所有杆的受力。
(一)、节点法
[例] 已知:如图 P=10kN,求各杆内力? 解:①研究整体,求支座反力
且S1 S2
S1 S 2
S3 S4
判断图示桁架的零杆。
P P P P
a
a
A C a a a a
B
A C
a
B
判断图示桁架的零杆。
P P
A
8a P P
A
B
a
B
a
判断图示桁架的零杆。
7 7
A
P1 5 D P2 3 4 B P2 P1
A
5 D 3 4 B
6
6
1
2 P3
C
C 2 P3
未知力
1、取所要研究物体为研究对象(分离体),画出其简图 2、画出所有主动力 3、按约束性质画出所有约束(被动)力

1
B 碾子重为 P ,拉力为 F ,A 、 处光滑 接触,画出碾子的受力图.
解:画出简图
画出主动力
画出约束力

屋架受均布风力 q(N/m), 屋架重为 P ,画出屋架的受 力图. 解:取屋架 画出简图
荷载—作用在结构上的主动外力。自重、水压力、风力等。
广义荷载—温度变化、支座移动、材料收缩、制造误差等。 分类:
(1)按荷载分布特征(作用范围):集中荷载与分布荷载;
(2)按荷载作用时间长短:恒载与活载; (3)按荷载作用的性质:静力荷载与动力荷载。
1、等截面梁自重计算
在工程结构计算中,通常用梁轴线表示一根梁。等截 面梁的自重简化为沿梁的轴方向的均布荷载q。
X 0 S6 S5 cos S4 X A 0 S6 Pa
h
(三)、特殊杆件的内力判断 ① 两杆节点无载荷、且两杆不在 一条直线上时,该两杆是零杆。
S1 S2 0
② 三杆节点无载荷、其中两杆在 一条直线上,另一杆必为零杆 ③ 四杆节点无载荷、其中两两在 一条直线上,同一直线上两杆 内力等值、同性。
X 0
I
XA 0
MB 0
Y 3a P 2a P a 0
YA P
② 选截面 I-I ,取左半部研究
A'
由m A 0
S5 0
S 4h YA a 0
S 4 Pa h
Y 0 Y A S5 sin P 0
' S5 S 2 0
' 代入S 2 S 2后
解得 S5 7.66 kN
节点D的另一个方程可用来校核计算结果
Y 0 , P S3' 0
' 解得S 10 kN, 3
恰与 S 3相等,计算准确无误。
(二)、截面法
I
[例] 已知:如图,h,a,P 求:4,5,6杆的内力。 ① 解: 研究整体求支反力
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