H吧 桁架的特点和组成( 结点法和截面法 零 杆判定 两种方法的联合应用 组合结构的计算
1 ➢桁架的特点和组成 ➢结 点 法 和 截 面 法 ➢零 杆 判 定 ➢两 种 方 法 的 联 合 应 用 ➢组 合 结 构 的 计 算
§5.1概述 桁架是由梁演变而来的 2
2 桁架是由梁演变而来的 §5.1 概述
桁架基本假定 1.结点都是光滑 的铰结点 2各杆都是直杆且 通过铰的中心 3荷载和支座反力以 都作用在结点上 计算简图各杆只 上弦 受轴力称其为理想 桁架。 斜杆竖杆 上下弦杆承 受梁中的弯矩, 下弦 腹杆(竖杆和 斜杆)承受梁中的剪力 由理想桁架计算得到内力是实际桁架的主内力
3 桁架基本假定 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓ : 1.结点都是光滑 的铰结点 2.各杆都是直杆且 通过铰 的中心: 3.荷载和支座反力 都作用在结点上. 计算简图各杆只 受轴力,称其为理想 桁架。 上弦 下弦 斜杆 竖杆 上下弦杆承 受梁中的弯矩, 腹杆(竖杆和 斜杆)承受梁中的剪力 由理想桁架计算得到内力是实际桁架的主内力. N N
桁架的分类:按几何组成可分为以下三种 1、简单桁架——由基础或一个基本铰结三角形开始,依此增加 二元体所组成的桁架 2、联合桁架——由简单桁架按 几何不变体系组成法则所组 成的桁架
4 桁架的分类: 按几何组成可分为以下三种 1、简单桁架 ——由基础或一个基本铰结三角形开始，依此增加 二元体所组成的桁架 2、联合桁架——由简单桁架按 几何不变体系组成法则所组 成的桁架
3、复杂桁架---不属于以上两类桁架之外的其它桁架。其几何 不变性往往无法用两刚片及三刚片组成法则加 以分析,需用零荷载法等予以判别
5 3、复杂桁架------不属于以上两类桁架之外的其它桁架。其几何 不变性往往无法用两刚片及三刚片组成法则加 以分析，需用零荷载法等予以判别
§5.2结点法、截面法 1、结点法 取单结点为分离体, 其受力图为一平面汇 交力系。它有两个独 立的平衡方程。 为了避免解联立 A 方程,应从未知力 不超过两个的结点 Y 开始计算。 对于简单桁架 A 可按去除二元体的顺 序截取结点。逐次用 结点法求出全部内力。 斜杆轴力与其分力的关系NL=X/L=Y/y 6
6 1、结点法 取单结点为分离体， 其受力图为一平面汇 交力系。它有两个独 立的平衡方程。 为了避免解联立 方程，应从未知力 不超过两个的结点 开始计算。 对于简单桁架， 可按去除二元体的顺 序截取结点，逐次用 结点法求出全部内力。 A 斜杆轴力与其分力的关系 L Lx Ly N X Y N/L=X/Lx=Y/Ly A §5.2 结点法、截面法
例试求桁架各杆内力 -90 60 30 15 解:1、整体平衡求反力 80h40504020 100 ∑X=0H=0 100 ∑M8=0 60 60 75 1=80kNH=0 4 6 ∑Y=0 40KN 6OkN 80kN Vo=100kN V =80kN 3m×4=12m 2、求内力∑Y=0Y3=-89 8=100kN 由比例关系得 NX1=-80×3/4校核907 X -60kN 1575 13=-80X5/4 100 100kN 75 80kN ∑X=0N126O0N 依次考虑5、4、6、7的平衡求其 100 熟练之后可以直接在结构上进行
7 解： 1 、整体平衡求反力 ∑X=0 H=0 ∑ M8 ＝0 V1=80kN ∑Y=0 V8=100kN H=0 V1=80kN V8=100kN 2、求内力 1 80kN N12 N13 Y13 X13 ∑Y=0 Y13 =－80， =－80× 3 /4 =－60kN =－80× 5 /4 =－100kN N12 N13 =60kN X13 ∑X=0 由比例关系得 40kN 60kN N24 N23 100 － ＋ ＋ － 60 80 60 60 40 30 50 40 结点2 ∑X=0 N24=60kN ∑Y=0 N23=40kN -60 -80 40 N35 X34 Y34 N34 结点3 ∑Y=0 Y34 =80-40=40kN X34=40×3/4=30kN N34=40×5/4=50kN ∑X=0 N35=-60-X34=-90kN 依次考虑5、4、6、7的平衡求其它轴力，还余三个方程作校核用。 熟练之后可以直接在结构上进行，不必列平衡方程。如图所示。 -90 -90 0 75 15 20 25 80 75 100 75 例 试求桁架各杆内力 3m×4=12m 4m 1 2 3 4 5 6 7 8 40kN 60kN 80kN 校核 7 90 15 75 8 100 75 75 100
特殊结点的力学特性(注意:这些特性仅用于桁架结点) N1=0 N1=0N1 N2=N1 N NN=N N,=0 N=P N3=0 例:求图示结构各杆内力。 E /NF N=一N, N2 N三=N 解:先找出零杆 G 由B点平衡可得 级D C H BA ∑Y=P+ NBASIn=0 B baP/si ind P XNBC+NBACOS0=0 A bc =P tga 8
8 α A B D C P E F G H 例：求图示结构各杆内力。 解：先找出零杆 由B点平衡可得 α NBC NBA P ∑Y=P+NBAsinα=0 NBA =－P/sinα X=NBC+NBAcosα=0 NBC =Pc tgα （注意：这些特性仅用于桁架结点） N1=0 N2=0 N2=N1 N3=0 N1 β β N1 N2=－N1 N3 N4 N4=N3 N2 N3 N1=N2 N1=0 N2=P P 特殊结点的力学特性
对称性的利用 对称荷载作用下内力呈对称分布。 对称轴上的K型结点无外力作用时, 其两斜杆轴力为零。 (注意:该特性仅用于桁架结点) 二、反对称荷载作用下内力呈反对称分布。 ·与对称轴垂直贯穿的杆轴力为零 与对称轴重合的杆轴力为零。 多D P P
9 P 1 P 对称性的利用 一、对称荷载作用下内力呈对称分布。 对称性要求： N1=N2 由D点的竖向平衡要求 N1=－N2 所以 N1=N2=0 •对称轴上的K型结点无外力作用时， 其两斜杆轴力为零。 N N 杆 1 1受力反对称 =0 =0 •与对称轴垂直贯穿的杆轴力为零 1 2 P P D 1 P P/2 P/2 P P P P P P （注意：该特性仅用于桁架结点） 二、反对称荷载作用下内力呈反对称分布。 •与对称轴重合的杆轴力为零
q q 多
10 q ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ q