结力I 03 3 静定结构受力分析(桁架)课件

1静定结构的受力分析第三章§3-3静定平面刚架受力分析§3-4静定平面桁架受力分析§3-1梁的内力计算回顾§3-2静定多跨梁受力分析§3-5组合结构受力分析§3-6三铰拱受力分析§3-7隔离体方法及截取顺序优选§3-8虚位移原理11静定结构的受力分析第三章§3-3静定平面刚架受力分析§§3-4静定桁架受力分析3-4-1桁架特点和组成2§3-4静定桁架受力分析3-4-1桁架特点和组成21、桁架(Truss)的构成掏空的梁——桁架可以看成是从梁衍化而来31、桁架(Truss)的构成掏空的梁——桁架可以看成是从2、桁架的计算简图上弦杆腹杆下弦杆ABCFPFPFPDE42、桁架的计算简图上弦杆腹杆下弦杆ABCFPFPABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架简图假设：理想光滑铰接；直杆且过铰心；

力只作用在结点。桁架是由链杆组成的格构体系，当荷载仅作用在结点上时，杆件仅承受轴向力，截面上只有均匀分布的正应力。5ABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架简图假设：桁架计算简图与实际结构的偏差并非铰接（结点有较大刚性）并非直杆（部分杆件为曲的，轴线未必汇交）并非只有结点荷载（但可进行静力等效处理）6计算简图与实际结构的偏差并非铰接（结点有较大刚性）6主内力:按计算简图计算出的内力次内力:实际内力与主内力的差值梁和刚架以承受弯矩为主，因而截面应力分布不均匀，材料不能得到充分利用；桁架杆承受轴力为主，可克服梁和刚架的不足。

优点：内力组成：次内力远小于主内力7主内力:按计算简图计算出的内力梁和刚架以承受弯矩为主，因而截3.桁架的分类（按几何构造）1、简单桁架2、联合桁架3、复杂桁架计算方法：结点法、截面法或结点法与截面法的联合应用。83.桁架的分类（按几何构造）1、简单桁架2、联合桁架3、复杂分析时的注意事项：1、尽量建立独立方程：选取包含等于两个未知数的结点。2、避免使用三角函数llxlyNNNXYNl=Xlx=Yly3、假设拉力为正+3-4-2结点法9分析时的注意事项：1、尽量建立独立方程：选取包含等于两个未知123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN一、平面汇交力系 N13N121X13Y13345结点18024060N23N24结点23406080N35X34Y34N34结点3-100604060-905010123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN80606040604030+-900-902015+75758075100--11123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN二、结点单杆概念P结点平面汇交力系中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均共线时，则此杆件称为该结点的结点单杆。结点单杆的内力可直接根据静力平衡条件求出。V结点T结点K结点零杆12二、结点单杆概念P结点平面汇交力系中，除某一杆件外，关于零杆的判断分析桁架内力时，如首先确定其中的零杆，这对后续分析往往有利。判断原则：1）“V”型结点：无荷载时两根零杆；荷载与一杆共线时，另一杆为零杆。2）“T”型结点：无荷载，一根零杆。3）“K”型结点：对称荷载作用下的对称结构的对称位置的“K”结点，无荷载作用时2根零杆。13关于零杆的判断131234567891011ABCD例1.试指出零杆。问题：能否去掉零杆?ABC意义：简化计算141234567891011ABCD例1.试指出零杆。问题：FP试指出哪些杆是零杆？思考题FPFPFP15FP试指出哪些杆是零杆？思考题FPFPFP15习题：试指出零杆。习题3-5(a)习题3-5(d)oooo共4根零杆oooooo共6根零杆16习题：试指出零杆。习题3-5(a)习题3-5(d)oFPFP/2FP/2FP/2FP/2对称平衡反对称平衡外载分组CDEFGABCDEFGABCDEFGABCCFGFG提高题：利用结构对称性判断零杆、简化计算。17FPFP/2FP/2FP/2FP/2对称平衡反对称平衡外载分一、平面一般力系 Oy截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均相交于一点（或彼此平行）时，则此杆件称为该截面的截面单杆。截面单杆的内力可直接根据隔离体平衡条件求出。3-4-3截面法18一、平面一般力系 Oy截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(1)求支座反力例1、求图示平面桁架结构中指定杆件的内力。19AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2’1’12P20AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3)B454’Pde21AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde4’B45Pk2d2d(4)22AB123451’2’3’4’6ddPPPabcdeABCDP1P212N1DABCDP1P22N2例1、求图示平面桁架结构中指定杆件的内力。23ABCDP1P212N1DABCDP1P22N2PABRARBRB。kPP。kP二、特殊截面简单桁架——一般采用结点法计算；联合桁架——一般采用截面法计算。24PABRARBRB。kPP。kP二、特殊截面简单桁架——3-4-4结点法与截面法的联合应用为了使计算简捷应注意：1）选择一个合适的出发点；2）选择合适的隔离体；3）选择合适的平衡方程CDT1.3P0.5PPT0.5P例：计算桁架中a杆的内力。由结点TDP由截面-右1.25PF由截面-上ABCDEFGHKT2d2d2d2ddd1.3P0.5PPaEnd253-4-4结点法与截面法的联合应用为了使计算简捷应注意：126静定结构的受力分析第三章§3-3静定平面刚架受力分析§3-4静定平面桁架受力分析§3-1梁的内力计算回顾§3-2静定多跨梁受力分析§3-5组合结构受力分析§3-6三铰拱受力分析§3-7隔离体方法及截取顺序优选§3-8虚位移原理261静定结构的受力分析第三章§3-3静定平面刚架受力分析§§3-4静定桁架受力分析3-4-1桁架特点和组成27§3-4静定桁架受力分析3-4-1桁架特点和组成21、桁架(Truss)的构成掏空的梁——桁架可以看成是从梁衍化而来281、桁架(Truss)的构成掏空的梁——桁架可以看成是从2、桁架的计算简图上弦杆腹杆下弦杆ABCFPFPFPDE292、桁架的计算简图上弦杆腹杆下弦杆ABCFPFPABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架简图假设：理想光滑铰接；直杆且过铰心；

力只作用在结点。桁架是由链杆组成的格构体系，当荷载仅作用在结点上时，杆件仅承受轴向力，截面上只有均匀分布的正应力。30ABCFPDEFPFPFP/2FP/2理想桁架简图假设：桁架计算简图与实际结构的偏差并非铰接（结点有较大刚性）并非直杆（部分杆件为曲的，轴线未必汇交）并非只有结点荷载（但可进行静力等效处理）31计算简图与实际结构的偏差并非铰接（结点有较大刚性）6主内力:按计算简图计算出的内力次内力:实际内力与主内力的差值梁和刚架以承受弯矩为主，因而截面应力分布不均匀，材料不能得到充分利用；桁架杆承受轴力为主，可克服梁和刚架的不足。

优点：内力组成：次内力远小于主内力32主内力:按计算简图计算出的内力梁和刚架以承受弯矩为主，因而截3.桁架的分类（按几何构造）1、简单桁架2、联合桁架3、复杂桁架计算方法：结点法、截面法或结点法与截面法的联合应用。333.桁架的分类（按几何构造）1、简单桁架2、联合桁架3、复杂分析时的注意事项：1、尽量建立独立方程：选取包含等于两个未知数的结点。2、避免使用三角函数llxlyNNNXYNl=Xlx=Yly3、假设拉力为正+3-4-2结点法34分析时的注意事项：1、尽量建立独立方程：选取包含等于两个未知123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN一、平面汇交力系 N13N121X13Y13345结点18024060N23N24结点23406080N35X34Y34N34结点3-100604060-905035123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN123456784×3m=12m4m40kN60kN80kNH=0V1=80kNV8=100kN80606040604030+-900-902015+75758075100--36123456784×3m=12m4m40kN60kN80kN二、结点单杆概念P结点平面汇交力系中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均共线时，则此杆件称为该结点的结点单杆。结点单杆的内力可直接根据静力平衡条件求出。V结点T结点K结点零杆37二、结点单杆概念P结点平面汇交力系中，除某一杆件外，关于零杆的判断分析桁架内力时，如首先确定其中的零杆，这对后续分析往往有利。判断原则：1）“V”型结点：无荷载时两根零杆；荷载与一杆共线时，另一杆为零杆。2）“T”型结点：无荷载，一根零杆。3）“K”型结点：对称荷载作用下的对称结构的对称位置的“K”结点，无荷载作用时2根零杆。38关于零杆的判断131234567891011ABCD例1.试指出零杆。问题：能否去掉零杆?ABC意义：简化计算391234567891011ABCD例1.试指出零杆。问题：FP试指出哪些杆是零杆？思考题FPFPFP40FP试指出哪些杆是零杆？思考题FPFPFP15习题：试指出零杆。习题3-5(a)习题3-5(d)oooo共4根零杆oooooo共6根零杆41习题：试指出零杆。习题3-5(a)习题3-5(d)oFPFP/2FP/2FP/2FP/2对称平衡反对称平衡外载分组CDEFGABCDEFGABCDEFGABCCFGFG提高题：利用结构对称性判断零杆、简化计算。42FPFP/2FP/2FP/2FP/2对称平衡反对称平衡外载分一、平面一般力系 Oy截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均相交于一点（或彼此平行）时，则此杆件称为该截面的截面单杆。截面单杆的内力可直接根据隔离体平衡条件求出。3-4-3截面法43一、平面一般力系 Oy截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(1)求支座反力例1、求图示平面桁架结构中指定杆件的内力。44AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde解：(AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2’1’12P45AB123451‘2’3’4’6ddPPPabcde(2)2AB123451’2’3’4’6ddPPPabcde(3)B45