結(jié)構(gòu)力學(xué)之靜定平面桁架ppt課件.ppt

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1、第五章靜定平面桁架一、桁架及其組成桁架全部由僅在兩端與鉸結(jié)點(diǎn)相連的直桿件連接而成的結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于建筑工程和機(jī)械工程。靜定平面桁架輸電橋梁建筑通訊靜定平面桁架靜定平面桁架§1桁架木桁架鋼桁架鋼筋混凝土桁架九江長(zhǎng)江大橋主桁梁162m靜定平面桁架北京體育館主體桁架的一片25.5m56m假設(shè)1：各桿件都用光滑鉸鏈相連接桁架模型簡(jiǎn)化的基本假設(shè)靜定平面桁架1．桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖假設(shè)2：各桿件軸線都是直線，并通過鉸鏈中心靜定平面桁架假設(shè)3：所有外力（荷載及支座約束力）都作用在節(jié)點(diǎn)上靜定平面桁架靜定平面桁架①各結(jié)點(diǎn)是光滑無摩擦的鉸結(jié)點(diǎn)②各桿軸均為直線，且通過鉸的幾何中心

2、③荷載作用在結(jié)點(diǎn)上1．桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖桁架各桿之間的連接一般由螺栓或焊接（具體在《鋼結(jié)構(gòu)》中學(xué)習(xí)），為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常作如下假設(shè)：2．桁架的組成及分類這樣的桁架稱為理想桁架。桁架中每根桿僅在兩端鉸接，這樣的桿稱為鏈桿或二力桿。節(jié)間上弦桿腹(豎)桿跨度L下弦桿斜腹桿端柱桁高靜定平面桁架簡(jiǎn)單桁架。桁架分類由鉸結(jié)三角形出發(fā)，依此增加二元體，最后與基礎(chǔ)連接。2、聯(lián)合桁架——由簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系組成法則所組成的桁架。靜定平面桁架3、復(fù)雜桁架------不屬于以上兩類桁架之外的其它桁架。其幾何不變性往往無法用兩剛片及三剛片組成法則加以分析，需用零荷載法等予以判別。

3、靜定平面桁架1．應(yīng)用條件二、桁架內(nèi)力的數(shù)解法（一）結(jié)點(diǎn)法（1）連接兩根不共線桿的結(jié)點(diǎn)，若該結(jié)點(diǎn)上無荷載作用，則此兩桿的軸力為零。（二元體上無結(jié)點(diǎn)荷載，該兩桿不受力）S1=0S2=02．特殊桿件（1）一般應(yīng)用于簡(jiǎn)單桁架，且按與簡(jiǎn)單桁架增加二元體的反向截取結(jié)點(diǎn)，可保證每個(gè)結(jié)點(diǎn)僅有兩個(gè)未知力。（結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)自由度，僅能建立兩個(gè)平衡方程）（2）原則上，只要截取的結(jié)點(diǎn)有不多于兩個(gè)未知力，均可用結(jié)點(diǎn)法。靜定平面桁架（2）連接三根桿的結(jié)點(diǎn)上無荷載，且其中兩根桿共線，則另一桿必為零軸力桿（3）‘X’形連接桿件的受力特點(diǎn)。（4）‘K’形連接桿件的受力特點(diǎn)。S1S2=-S1

4、S2S3=S2S1=0S1S3=S4S2=S1S4靜定平面桁架3．相似定理4．計(jì)算例題BLLyALxSSySx靜定平面桁架例題12）取結(jié)點(diǎn)8為研究對(duì)象，畫出受力圖N87∑X=0，N87+40=0，得：N87=-40kN（得負(fù)值表示受壓）解：1）先找零離力桿。N67=0，N63=0，N85=0未知軸力N87以受拉方向畫出。840kNN85=067840kN34540kN3m3m4m4m12靜定平面桁架3）再取結(jié)點(diǎn)7為研究對(duì)象，畫出受力圖。由于sinφ=0.6，cosφ=0.8，由（1），（2）兩式得：N73=-25kN（受壓），N75=25kN（受拉）∑

5、X=0，--------------（1）∑Y=0，------------（2）N73φN7540kN0XY未知軸力N73，N75以受拉方向畫出，已知軸力N87以實(shí)際方向畫出。67840kN34540kN3m3m4m4m12靜定平面桁架67840kN34540kN3m3m4m4m124）再取結(jié)點(diǎn)3為研究對(duì)象，畫出受力圖。未知軸力N73，N75以受拉方向畫出，已知軸力N37以實(shí)際方向畫出。以后截取結(jié)點(diǎn)的順序依次為：5，4，1?？杀ＷC每個(gè)結(jié)點(diǎn)不多于兩個(gè)未知力，順利求出每根桿的軸力。φXN34N3140kNY∑X=0，----------------（1）

6、∑Y=0，---------------（2）由于sinφ=0.6，cosφ=0.8，由（1），（2）兩式得：N34=32kN（受拉），N31=-24kN（受壓）靜定平面桁架例題2找出所有零桿PP例題3找出圖示結(jié)構(gòu)的零桿。P34512靜定平面桁架解：圖中沒有明顯的零桿。由∑X=0，可知，12桿必為壓力，N12<0P34512（I）設(shè)14桿為拉力，N14>0，取結(jié)點(diǎn)1為研究對(duì)象，作受力分析，取如圖示坐標(biāo)系。N13N14N12XY考慮到14桿和24桿在結(jié)點(diǎn)4處構(gòu)成‘K’形連接，且無荷載作用，則N14=-N24，即一桿受拉，另一桿受壓。靜定平面桁架再取結(jié)點(diǎn)2

7、為研究對(duì)象，作受力分析，取如圖示坐標(biāo)系。綜上（I）、（II）所述，14桿只能是零桿。由∑X=0，可知，24桿必為拉力，N24>0（II）設(shè)14桿為壓力，N14<0，同理得：N24<0，為受壓桿，這也與‘K’形桿的受力矛盾。這與‘K’形桿的受力矛盾。P34512N25N24N12YX靜定平面桁架原結(jié)構(gòu)去掉零桿后變?yōu)橄聢D：通過此題的過程，我們要學(xué)會(huì)巧取坐標(biāo)系，掌握受力圖的畫法。靜定平面桁架（二）截面法（截取兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象）1．截面法的應(yīng)用條件：2．截面單桿的概念a桿系A(chǔ)桿系取∑MA=0，求Na取∑MB=0，求NcabcB截面所截?cái)嗟母鳁U中，未知力

8、的個(gè)數(shù)不超過3個(gè)（1）截面截得的各桿中，除某一根桿外，其余各桿都交于同一點(diǎn)。則此桿為截面單桿。