3.2靜定平面桁架.ppt課件

1、1第3節(jié) 靜定平面桁架2靜定平面桁架靜定平面桁架 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 結(jié)點(diǎn)法 截面法 結(jié)點(diǎn)法截面法的聯(lián)合使用 各式桁架比較31 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 桁架是由若干直桿組成且全為鉸結(jié)點(diǎn)的結(jié)桁架是由若干直桿組成且全為鉸結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖形式。構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖形式。 一、理想桁架的概念一、理想桁架的概念理想桁架假定：理想桁架假定：、桁架中的鉸為絕對(duì)光滑而無磨擦的理、桁架中的鉸為絕對(duì)光滑而無磨擦的理想鉸；想鉸；、桁架中的各桿件軸線絕對(duì)平直，且通、桁架中的各桿件軸線絕對(duì)平直，且通過它兩端鉸中心；過它兩端鉸中心；、桁架上的荷載和支座都在結(jié)點(diǎn)上。、桁架上的荷載和支座都在結(jié)點(diǎn)上。41 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 理想桁架桿件

2、只產(chǎn)生軸向內(nèi)力，即理想桁理想桁架桿件只產(chǎn)生軸向內(nèi)力，即理想桁架桿件是二力桿件；截面上的應(yīng)力是均勻架桿件是二力桿件；截面上的應(yīng)力是均勻分布的，與梁相比，桁架用料較省，跨度分布的，與梁相比，桁架用料較省，跨度更大。更大。 工程中按理想桁架簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)從構(gòu)造上與工程中按理想桁架簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)從構(gòu)造上與理想桁架的假定均相差很大。例如，軸線理想桁架的假定均相差很大。例如，軸線絕對(duì)平直的桿件和理想鉸接在實(shí)際中均做絕對(duì)平直的桿件和理想鉸接在實(shí)際中均做不到，尤其是后者不到，尤其是后者51 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡(jiǎn)圖理想桁架差別：實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡(jiǎn)圖理想桁架差別： （1結(jié)點(diǎn)的剛性；結(jié)點(diǎn)的剛性； （2各桿軸線

3、不能絕對(duì)平直，在結(jié)點(diǎn)處不各桿軸線不能絕對(duì)平直，在結(jié)點(diǎn)處不能準(zhǔn)確交于一點(diǎn)；能準(zhǔn)確交于一點(diǎn)； （3非結(jié)點(diǎn)荷載作用自重、風(fēng)荷載）；非結(jié)點(diǎn)荷載作用自重、風(fēng)荷載）； （4結(jié)構(gòu)的空間作用；結(jié)構(gòu)的空間作用；6 桁架名稱：上弦桿上弦桿腹桿腹桿下弦桿下弦桿1 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖7 桁架分類： 桁架也有不同的分類方法。如按外圍上、下弦桿組成的幾何形狀分；按在豎向荷載作用下支座有無水平推力分及按桁架的幾何組成特點(diǎn)分。 桁架按其幾何組成特點(diǎn)分：、簡(jiǎn)單桁架：由基礎(chǔ)或由一個(gè)基本三角形依次加二元體組成。、聯(lián)合桁架：由若干簡(jiǎn)單桁架依次按兩剛片或和三剛片規(guī)則組成。、復(fù)雜桁架：除上述兩類桁架以外的桁架。1 平面桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖8簡(jiǎn)

4、單桁架簡(jiǎn)單桁架復(fù)雜桁架復(fù)雜桁架聯(lián)合桁架聯(lián)合桁架9 結(jié)點(diǎn)法是計(jì)算桁架內(nèi)力的基本方法之一。 一、結(jié)點(diǎn)法定義： 依次取桁架中的單個(gè)結(jié)點(diǎn)為隔離體，由結(jié)點(diǎn)的平衡條件計(jì)算桁架內(nèi)力的方法叫結(jié)點(diǎn)法。 由于理想桁架的上述假設(shè)，匯交于結(jié)點(diǎn)的各桿軸力包括荷載和支座反力均過鉸結(jié)點(diǎn)中心。所以，以單個(gè)結(jié)點(diǎn)為隔離體的受力圖是平面匯交力系，只有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程。 一般情況下截取結(jié)點(diǎn)的原則是：一個(gè)結(jié)點(diǎn)只能截?cái)鄡筛髼U件。 若所取隔離體不止包含一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即為截面法。2 結(jié)點(diǎn)法10+2 結(jié)點(diǎn)法118013Y60438013X100458013N01312 XN6012N4023N6024N40608040080403434YY

5、30434034X50454034N90060303535NN-100604060-9050121N2N1N2N10N 20N PN 102N1N2N3N12NN03N1N12NN2N131234567891011ABCDABC14 3截面法截面法截面法是計(jì)算桁架內(nèi)力的另一基本方法。截面法是計(jì)算桁架內(nèi)力的另一基本方法。一、截面法一、截面法計(jì)算桁架內(nèi)力的截面法，是假想用一個(gè)截面將桁計(jì)算桁架內(nèi)力的截面法，是假想用一個(gè)截面將桁架的某些桿件切開，使桁架分成兩部分，利用任一架的某些桿件切開，使桁架分成兩部分，利用任一部分計(jì)算被切斷桿件的軸力的方法。部分計(jì)算被切斷桿件的軸力的方法。顯然，由于桁架被切開后的

6、任一部分沒有對(duì)其所顯然，由于桁架被切開后的任一部分沒有對(duì)其所含的結(jié)點(diǎn)數(shù)的限制，所以截面法所取的隔離體應(yīng)是含的結(jié)點(diǎn)數(shù)的限制，所以截面法所取的隔離體應(yīng)是平面一般力系。平面一般力系只能列出三個(gè)獨(dú)立的平面一般力系。平面一般力系只能列出三個(gè)獨(dú)立的平衡方程，因而，截面法切斷的待求軸力桿件最多平衡方程，因而，截面法切斷的待求軸力桿件最多是三根。是三根。方法：力矩法；投影法方法：力矩法；投影法15AB1234512346dd43dPPPPVA5 . 1PVB5 . 1abcde(1)aNbN243d112PP5 . 1aNbN00.5aAYNPVP 2401.5203bMNdPd2.25bNP例例3 3、求圖

7、示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。、求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。16AB1234512346dd43dPPPPVA5 . 1PVB5 . 1abcde(2)cNcNB454PP5 . 1dePPPYc5 . 05 . 1PYNcc625. 04517AB1234512346dd43dPPPPVA5 . 1PVB5 . 1abcdedN4B45PP5 . 1eXeYk2d2d025 . 122dPddPNdPNd25. 0 04M0kMPXe25. 2PXNee1043310(3)deNN18 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算小結(jié)靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算小結(jié)在靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算這部分，研究了靜定在靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)

8、算這部分，研究了靜定梁、靜定剛架、靜定桁架、靜定拱及靜定組梁、靜定剛架、靜定桁架、靜定拱及靜定組合結(jié)構(gòu)等的內(nèi)力分析和計(jì)算。合結(jié)構(gòu)等的內(nèi)力分析和計(jì)算。 一、靜定結(jié)構(gòu)的特性：一、靜定結(jié)構(gòu)的特性：、幾何組成特性；、幾何組成特性；靜定結(jié)構(gòu)是無多余約束的幾何不變體系。靜定結(jié)構(gòu)是無多余約束的幾何不變體系。、靜力特性、靜力特性 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力有唯一靜力平衡靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力有唯一靜力平衡解。解。19二、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算原理二、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算原理靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力的計(jì)算，依據(jù)靜力平衡靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力的計(jì)算，依據(jù)靜力平衡原理。即，靜定結(jié)構(gòu)的整體和任一局部均應(yīng)滿足靜原理。即，靜定結(jié)構(gòu)的整體和任一局部均應(yīng)滿足靜力平衡條件。力平衡條件。三、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法及步驟三、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法及步驟結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的方法可歸結(jié)為一個(gè)基本方法，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的方法可歸結(jié)為一個(gè)基本方法，即截面法。包括桁架計(jì)算中的結(jié)點(diǎn)法。即截面