工程力学课件：第三章 力系的平衡条件与构架的组成规律2

1、1. 桁架的定义；2. 工程中的桁架结构及其力学中的桁架模型；3. 理想桁架的基本假定；4. 桁架类型；5. 桁架静力分析方法。3-4 特殊构架桁架桁架的定义桁架的优点：轻，能充分发挥材料性能。 工程中由一些直杆通过焊接、铆接或螺栓连接而成的几何形状不变的结构，称为-“桁架”。 桁架是工程中常见的结构,特别是在一些大跨度的建筑物或大尺寸的机械中常采用桁架结构.房屋建筑中的桁架工程中的桁架结构PF房屋建筑中的桁架房屋建筑中的屋架桥梁桁架桥梁桁架大型起重机械的机身高压输电线铁塔结构1、桁架中各杆件等直杆桁架力学模型的抽象 3、外载荷作用在桁架的节点上 桁架所受的载荷通常都是以一定的方式传 到桁架的

2、节点上的 。 2、杆件与杆件的连接处节点不同材料的杆件，采用不同的节点构造PF节点光滑铰链约束桁架的节点(不同材料的杆件，采用不同的节点构造)桁架力学模型的抽象 杆件的连接处实际上更接近于固定端，但是由于桁架的杆件都比较细长，端部对整根杆件转动的限制作用较小，因此把节点简化为光滑铰链不会引起太大误差。桁架的节点(不同材料的杆件，采用不同的节点构造)桁架所受的载荷通常都是以一定的方式传到桁架的节点上简化计算模型杆件节点桥梁桁架的计算简图1、桁架中各杆件等直杆2、杆件与杆件的连接处节点(光滑铰链约束)桁架力学模型的抽象 3、外载荷作用在桁架的节点上 满足上述简化条件的结构-理想桁架理想桁架基本假定

3、： 1.各杆均为不计自重的直杆； 2.所有杆件只在端部连接，连接处 均假设为光滑铰链； 3.外力及支座反力均作用在节点上。由上述假设可知: 桁架中的杆件只承受拉力或压力，不承受弯曲-二力杆二力杆组成桁架的基本构件。桁架的组成基本三角形 工程中由一些直杆通过焊接、铆接或螺栓连接而成的几何形状不变结构-“桁架”。 所有桁架的基本组成单位都是由三杆通过铰链连接而成的三角形。在这个基本单位上再附加上或多或少的三角形即可构成简单或大型的桁架结构。这样的结构具有坚固性简单桁架杆件节点节点杆件节点杆件节点杆件力学中常见的桁架简化计算模型桁 架 分 类 平面桁架 平面结构，载荷作用在结构平面内； 对称结构，载

4、荷作用在对称面内。空间桁架 结构是空间的，载荷是任意的； 结构是平面，载荷与结构不共面。节点法桁架静力分析的基本方法 节点力的作用线已知，指向可以假设,考察节点的平衡. 以节点为平衡对象； 考察截出的局部桁架的平衡,直接求得杆件的内力,进而求得节点受力。截面法 用假想截面将桁架截开；节点法截面法节点杆件节点杆件桁架中零力杆的判断零 杆C两杆节点上无载荷、且两杆不在一条直线上时，该两杆是零杆。BFP零 杆三杆节点无载荷、其中两杆在一条直线上，另一杆必为零杆零 杆两杆节点无载荷、且两杆不在一条直线上时，该两杆是零杆。三杆节点无载荷、其中两杆在一条直线上，另一杆必为零杆桁架中零力杆的判断四杆节点无载

5、荷、其中两两在一条直线上，同一直线上两杆内力等值、同性。解：研究整体，求支座反力已知：如图 P = 10 kN，求各杆内力？例依次取A、C、D节点研究，计算各杆内力。解：1、研究整体求支反力 例 已知：如图，h，a，P 。求：4，5，6杆的内力。2、选截面 I-I ，取左半部研究IIA以上各例说明 ： 节点法：可用于计算全部杆的内力 截面法：可用于计算部分杆内力 先把杆都设为拉力,计算结果为负时,说明是压力,与所设方向相反。 例：平面桁架如图示，已知：F=2kN，求：各杆的内力与支座约束反力。解：用节点法，取不超过二个未知力的A分析。DFDAFDBFDEAFABFADFABCED4m3m3m3m3mFDFCBFCXFCYFCECEFEBFECFEFEDABCED4m3333FC可取AC逐点求解所有内力与约束力,再整体方程校核。EBFBAFBCFBEFBDB解：用截面法，设法取不超过三个未知力的部分分析。MB=0， 6F+FDE4=0ABCED4m3333F11求：杆FDE的内力FDE= 3kN。ABDFDEFFABFDB例：平面桁架如图示，