6章-靜定桁架與組合結(jié)構(gòu)-3解析課件

1、靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)(Statically Determinate Truss Combination Structure )2012.3.7靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)2012.3.76章-靜定桁架與組合結(jié)構(gòu)-3解析課件6-1 桁架的特點(diǎn)和組成分類(lèi)1. 桁架的定義：由若干個(gè)以鉸（ hinge ）結(jié)點(diǎn)連接而成的結(jié)構(gòu)，外部荷載只作用在結(jié)點(diǎn)上。2. 桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖o屋 架o計(jì)算簡(jiǎn)圖6-1 桁架的特點(diǎn)和組成分類(lèi)1. 桁架的定義：由若干個(gè) 下弦桿(Bottom chard) 上弦桿（Top chard） 豎桿(Vertical chard)節(jié)間桁高 斜桿(Diagonal chard)腹桿（web members

2、） 3理想桁架 各結(jié)點(diǎn)均為無(wú)摩擦的理想鉸。 荷載和反力只作用在結(jié)點(diǎn)上。 各桿均為直線(xiàn)，且通過(guò)鉸的中心。 下弦桿(Bottom chard) 上弦桿（To理想桁架與實(shí)際桁架的偏差并非鉸接（結(jié)點(diǎn)有較大剛性）并非直桿（部分桿件為曲的，軸線(xiàn)未必匯交）并非只有結(jié)點(diǎn)荷載（但可進(jìn)行靜力等效處理）理想桁架與實(shí)際桁架的偏差并非鉸接（結(jié)點(diǎn)有較大剛性）二、桁架的分類(lèi)：（按幾何組成分）1. 簡(jiǎn)單桁架：（Simple Truss） 由基礎(chǔ)或一個(gè)基本鉸結(jié)三角形開(kāi)始，在此基礎(chǔ)上依次增加二元體組成的桁架。簡(jiǎn)支型簡(jiǎn)單桁架懸臂型簡(jiǎn)單桁架二、桁架的分類(lèi)：（按幾何組成分）1. 簡(jiǎn)單桁架：（Simp2.聯(lián)合桁架: (Compound

3、Truss） 由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架，按幾何不變的組成規(guī)則聯(lián)合而成的桁架。3.復(fù)雜桁架：（Complex Truss）不屬于以上兩種方式組成的其他形式的桁架。2.聯(lián)合桁架: 由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架，按幾何不變的6-2 結(jié)點(diǎn)法求桁架內(nèi)力1.結(jié)點(diǎn)法（Method of Joint） 截取桁架中的任一結(jié)點(diǎn)，由作用于該結(jié)點(diǎn)的外力及繞該結(jié)點(diǎn)諸桿的內(nèi)力組成的平面匯交力系的平衡條件:由此求出該結(jié)點(diǎn)處各桿的內(nèi)力。 注意：每次選取結(jié)點(diǎn)上未知軸力應(yīng)不多于2個(gè)適用于計(jì)算簡(jiǎn)單桁架6-2 結(jié)點(diǎn)法求桁架內(nèi)力1.結(jié)點(diǎn)法（Method of J由于桁架桿是二力桿，為方便計(jì)算常將斜桿的軸力雙向分解處理，避免使用三角函數(shù)。XYNN斜桿力的分解

4、由于桁架桿是二力桿，為方便計(jì)算常將斜桿的軸力雙向分解處理，避2.結(jié)點(diǎn)法的應(yīng)用 先求出桁架的支座反力。 對(duì)于簡(jiǎn)單桁架，先取用兩根桿件組成的結(jié)點(diǎn)，按 求其內(nèi)力，然后按幾何組成的反順序，依次求出其他桿內(nèi)力。組成順序：26354結(jié)點(diǎn)法計(jì)算順序：453621234765如：2.結(jié)點(diǎn)法的應(yīng)用 先求出桁架的支座反力。 對(duì)于簡(jiǎn)單桁架 對(duì)于聯(lián)合桁架，一般要求出聯(lián)系桿的內(nèi)力，然后再按結(jié)點(diǎn)法求各桿內(nèi)力。聯(lián)系桿由 求出 如：EABCDVBVAVA 對(duì)于聯(lián)合桁架，一般要求出聯(lián)系桿的內(nèi)力，然后再按結(jié)點(diǎn)法求各例1.2641357幾何組成： 3 4657例1.2641357幾何組成： 3 46572641357+60-45+

5、60+750-50+15-120+25-20-202641357+60-45+60+750-50+15-1204.桁架中特殊桿件內(nèi)力的判斷規(guī)律：（1）L形結(jié)點(diǎn)無(wú)外力作用（2）T形結(jié)點(diǎn)無(wú)外力作用（等值同號(hào)）4.桁架中特殊桿件內(nèi)力的判斷規(guī)律：（1）L形結(jié)點(diǎn)無(wú)外力作用（3）X形結(jié)點(diǎn)，無(wú)外力作用：共線(xiàn)兩桿內(nèi)力等值同號(hào)（4）K形結(jié)點(diǎn)，無(wú)外力作用：不共線(xiàn)兩桿內(nèi)力等值異號(hào)（3）X形結(jié)點(diǎn)，無(wú)外力作用：共線(xiàn)兩桿內(nèi)力等值同號(hào)（4）K形結(jié)6章-靜定桁架與組合結(jié)構(gòu)-3解析課件 例1. 求零桿零桿有25、53、36、461325467問(wèn)題：能否去掉零桿? 例1. 求零桿零桿有25、53、36、461325467問(wèn)6章-

6、靜定桁架與組合結(jié)構(gòu)-3解析課件例2536421例2536421再取結(jié)點(diǎn)2、4：536421再取結(jié)點(diǎn)2、4：536421以結(jié)點(diǎn)作為平衡對(duì)象，結(jié)點(diǎn)承受匯交力系作用。按與“組成順序相反”的原則，逐次建立各結(jié)點(diǎn)的平衡方程，則桁架各結(jié)點(diǎn)未知內(nèi)力數(shù)目一定不超過(guò)獨(dú)立平衡方程數(shù)。由結(jié)點(diǎn)平衡方程可求得桁架各桿內(nèi)力。小結(jié)：以結(jié)點(diǎn)作為平衡對(duì)象，結(jié)點(diǎn)承受匯交力系作用。小結(jié)：作業(yè)： P89 6.10作業(yè)：（復(fù)習(xí)）1.什么叫理想桁架？2.按幾何組成，桁架分為幾類(lèi)，各有何特點(diǎn)？3.何為結(jié)點(diǎn)法？其適用于什么桁架？用結(jié)點(diǎn) 法求簡(jiǎn)單桁架桿件內(nèi)力的順序是什么？4.可利用哪幾種特殊結(jié)點(diǎn)，判斷零力桿？在 實(shí)際結(jié)構(gòu)中能否將零力桿去掉？（

7、復(fù)習(xí)）1.什么叫理想桁架？2.按幾何組成，桁架分為幾類(lèi)，各6-3 截面法求桁架的內(nèi)力原則： 截取桁架的某一部分（包含二個(gè)或二個(gè)以上結(jié)點(diǎn)）作為隔離體，應(yīng)用平面一般力系的三個(gè)平衡條件，求解所切斷桿件的內(nèi)力。一般應(yīng)用于求解桁架中指定桿件的內(nèi)力及聯(lián)合桁架中連接桿的內(nèi)力。2012.3.126-3 截面法求桁架的內(nèi)力原則： 截取桁架的某作法：1. 適當(dāng)選取截面，選取的截面可以為平面、曲面或閉合截面，但一定要將桁架分成兩部分。一般來(lái)說(shuō)，截面所截?cái)嗟臈U件應(yīng)不多于三根，才能用平衡條件求解；適當(dāng)選擇投影軸、矩心。1KN1KN1KN作法：1. 適當(dāng)選取截面，選取的截面可以為平面、曲面或閉合截例1.作截面I-I，取左

8、半部分，利用力矩平衡條件可得：1KN1KN1KN例1.作截面I-I，取左半部分，利用力矩平衡條件可得：1KN2. 當(dāng)截取的桿件在三根以上時(shí)：1) 當(dāng)截取n根桿件時(shí)，其中n1根桿件相互平行，則用投影方程求出不與其平行桿的內(nèi)力。求2. 當(dāng)截取的桿件在三根以上時(shí)：1) 當(dāng)截取n根桿件時(shí)，其中2)當(dāng)截取n根桿件，其中n1根桿相交于一點(diǎn)，則用力矩方程，求出與其不相交桿的內(nèi)力。求2)當(dāng)截取n根桿件，其中n1根桿相交于一點(diǎn)，則用力矩方程，ABCDP1P212N1DABCDP1P22N2例2.ABCDP1P212N1DABCDP1P22N2PABRARBRB。kPP。kP3、特殊截面簡(jiǎn)單桁架一般采用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算

9、；聯(lián)合桁架一般采用截面法計(jì)算。PABRARBRB。kPP。kP3、特殊截面簡(jiǎn)單桁架6-4 截面法與結(jié)點(diǎn)法的聯(lián)合應(yīng)用 結(jié)點(diǎn)法、截面法是計(jì)算桁架的兩種基本方法。計(jì)算簡(jiǎn)單桁架時(shí) ，兩種方法均很簡(jiǎn)單；而計(jì)算聯(lián)合桁架時(shí)，需要聯(lián)合應(yīng)用。為了使計(jì)算簡(jiǎn)捷應(yīng)注意：1）選擇一個(gè)合適的出發(fā)點(diǎn)；2）選擇合適的隔離體；3）選擇合適的平衡方程6-4 截面法與結(jié)點(diǎn)法的聯(lián)合應(yīng)用 結(jié)點(diǎn)法、截面法CDT1.3P0.5PPT0.5P例： 計(jì)算桁架中a桿的內(nèi)力。由結(jié)點(diǎn)T DP由截面- 右1.25PF由截面 - 上ABCDEFGHKT2d2d2d2ddd1.3P0.5PPaCDT1.3P0.5PPT0.5P例： 計(jì)算桁架中a桿的內(nèi)力求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面即可)求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面即可)求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面即可)求圖示桁架指定桿件內(nèi)力(只需指出所選截面即可)一、組合結(jié)構(gòu)的組成 組合結(jié)構(gòu)是由只承受軸力的二力桿和同時(shí)承受彎矩、剪力、軸力的梁式桿所組成?？梢哉J(rèn)為是桁架和梁的組合體。6-5 組合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土型鋼鋼筋混凝土型鋼一、組合結(jié)構(gòu)的組成6-5 組合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土型鋼鋼筋混凝土型二、組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 （1）先求出二力桿的內(nèi)力。 （2）將二力桿的內(nèi)力作用于梁式桿上，再求梁式桿的內(nèi)力。二、組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法例2： 試求圖示組合結(jié)構(gòu)，繪內(nèi)力