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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）土木工程系曾森博士/講師Dr.ZengSen2021/7/29靜定平面桁架的內(nèi)力計(jì)算StructuralMechanics(The1stPart)DepartmentofCivilEngineeringHarbinInstituteofTechnologyatWeihai哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）土木工程系《結(jié)構(gòu)力學(xué)》電子教案桁架結(jié)構(gòu)的組成基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法拱式桁架擴(kuò)展內(nèi)容基本概念橋面系：鋼軌，枕木，縱、橫梁聯(lián)結(jié)系：上、下平縱聯(lián)，橫聯(lián)，橋門(mén)架傳力路徑：列車(chē)荷載?鋼軌?枕木?縱梁?橫梁?主桁架1桁架結(jié)構(gòu)的組成基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)
2、容基本概念弦桿：上弦桿，下弦桿腹桿：斜桿，豎桿上弦桿下弦桿豎桿斜桿跨度節(jié)間長(zhǎng)度桁高拱式桁架2桁架的特性直桿鉸接、結(jié)點(diǎn)受荷桿件只有軸力，沒(méi)有彎矩和剪力實(shí)際結(jié)構(gòu)和計(jì)算簡(jiǎn)圖的差別結(jié)點(diǎn)存在剛性桿件軸線(xiàn)不可能絕對(duì)平直桿件的軸線(xiàn)在結(jié)點(diǎn)處不可能準(zhǔn)確交于一點(diǎn)存在非結(jié)點(diǎn)荷載，比如自重結(jié)構(gòu)空間作用基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架3主內(nèi)力于次內(nèi)力主內(nèi)力：按理想桁架算得的桿件的軸力稱(chēng)為主內(nèi)力次內(nèi)力：考慮了非理想因素而產(chǎn)生的內(nèi)力稱(chēng)為次內(nèi)力66121212121212128×1.5m1.8m荷載單位：kN218468101214161173579111315基本概念結(jié)點(diǎn)法截
3、面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架4主內(nèi)力于次內(nèi)力起點(diǎn)終點(diǎn)桁架軸力剛架軸力誤差(%)24-35.000-34.9660.1068-75.000-74.9770.033535.00035.005-0.017975.00074.9910.012354.67254.5600.216723.43123.3920.1765-30.000-29.9580.14109-12.000-11.9810.16基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架5桁架的分類(lèi)按維數(shù)分：平面桁架、空間桁架平面桁架空間桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架6桁架的分類(lèi)按形狀分平
4、行弦桁架三角形桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架7桁架的分類(lèi)按形狀分拋物線(xiàn)桁架梯形桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架8桁架的分類(lèi)按受力特點(diǎn)分梁式桁架：豎向荷載作用下不引起支座水平反力拱式桁架豎向荷載作用下引起支座水平反力基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架9桁架的分類(lèi)按幾何組成分析簡(jiǎn)單桁架：由一個(gè)基本鉸接三角形依次增加二元體而組成的桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架10桁架的分類(lèi)按幾何組成分析聯(lián)合桁架：由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系的基本組成規(guī)則聯(lián)合而成的桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容
5、基本概念拱式桁架11桁架的分類(lèi)按幾何組成分析復(fù)雜桁架：不按簡(jiǎn)單桁架和聯(lián)合桁架這兩種方式組成的其它靜定桁架基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架12桿端軸力的命名ABFNABFNBAXNBAYNBAFNAB：第一個(gè)下標(biāo)“N”表示軸力第二個(gè)下標(biāo)“A”是本端編號(hào)第三個(gè)下標(biāo)“B”是它端編號(hào)軸力以桿件受拉為正！基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容基本概念拱式桁架13結(jié)點(diǎn)法以一個(gè)結(jié)點(diǎn)為隔離體（研究對(duì)象），用匯交力系的平衡方程求解各桿內(nèi)力的方法。15kN15kN15kN4m4m4m3mACFGBDE基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架14結(jié)點(diǎn)法15kN15
6、kN15kN4m4m4m3mACFGBDE解：(1)取G結(jié)點(diǎn)為隔離體分析15kNGFNGFFNGE方法一：利用三角函數(shù)基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架15結(jié)點(diǎn)法15kN15kN15kN4m4m4m3mACFGBDE解：(1)取G結(jié)點(diǎn)為隔離體分析15kNGFNGFFNGE方法二：利用相似三角形FGE4/315/3152520基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架16結(jié)點(diǎn)法15kN15kN15kN4m4m4m3mACFGBDE解：(1)取G結(jié)點(diǎn)為隔離體分析15kNGFNGFFNGE方法三：先計(jì)算斜桿軸力分力FNGE15kN20kN252015
7、-20基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架17結(jié)點(diǎn)法15kN15kN15kN4m4m4m3mACFGBDE解：(2)取F結(jié)點(diǎn)為隔離體分析252015-20FFNFCFNFG=-20kN15kNFNFE-2015基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架18結(jié)點(diǎn)法15kN15kN15kN4m4m4m3mACFGBDE解：(3)取E結(jié)點(diǎn)為隔離體分析252015-20-201525201515FNEDFNECEFNEC=-50YNECXNEC-50403060基本概念結(jié)點(diǎn)法截面法聯(lián)合法擴(kuò)展內(nèi)容結(jié)點(diǎn)法拱式桁架19結(jié)點(diǎn)法15kN15kN15kN4m4m4m
8、3mACF
