桁架內(nèi)力分析

1、山東建筑大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教案 授課內(nèi)容桁架的外形、主要參數(shù)、內(nèi)力分析和計(jì)算長度目的要求了解桁架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，內(nèi)力的計(jì)算方法重點(diǎn)難點(diǎn)桁架的內(nèi)力分析課 型理論計(jì)劃學(xué)時(shí)2課前準(zhǔn)備多媒體課件板書設(shè)計(jì)1（多媒體提綱）桁架的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用桁架的外形和腹桿系統(tǒng)桁架的主要參數(shù)桁架內(nèi)力分析桁架桿件的計(jì)算長度課堂小結(jié)學(xué)習(xí)了桁架的外形、主要參數(shù)、內(nèi)力分析和計(jì)算長度作業(yè)、思考什么是桁架，和梁有什么區(qū)別，如何確定其計(jì)算長度？課后小結(jié)重點(diǎn)復(fù)習(xí)桁架的計(jì)算長度的確定方法山東建筑大學(xué)備課紙桁架的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用a. 通常桁架由三角形單元組合成整體結(jié)構(gòu)，是幾何不變系統(tǒng) (見圖10-1a)圖10-1 桁架型式b. 由矩形單元組合成的桁架，要保

2、證桁架承載而幾何不變，則需做成能承擔(dān)彎矩的剛性節(jié)點(diǎn)，桿件較粗大，均受彎矩和軸向力作用，這種結(jié)構(gòu)稱為空腹桁架 (見圖10-1b)c. 桁架主要分為輕型和重型兩類。輕型桁架的桿件多為等截面的單腹式桿，用一節(jié)點(diǎn)板或不用節(jié)點(diǎn)板連接，重型桁架的桿件多為雙腹式桿，需用兩節(jié)點(diǎn)板連接，各節(jié)間的弦桿截面常不相等。輕型桁架用得最多，重型桁架適用于大跨度結(jié)構(gòu)。圖10-2 簡(jiǎn)支桁架和剛架式桁架d. 為了適應(yīng)起重機(jī)的工作需要，在起重機(jī)中常采用簡(jiǎn)支桁架和剛架式桁架 (見圖10-2)。桁架的外形與腹桿系統(tǒng)a. 桁架的外形平行弦桁架(見圖10-2)常用于橋式、門式起重機(jī)、橋梁和聯(lián)系桁架，它的優(yōu)點(diǎn)是相同的節(jié)點(diǎn)和腹桿型式很多，可

3、以使制造簡(jiǎn)化；缺點(diǎn)是弦桿在各節(jié)間受力不等，采用等截面弦桿時(shí)材料不能充分利用，如采用變截面弦桿時(shí)又使構(gòu)造復(fù)雜化。但輕型桁架還是經(jīng)常用平行弦桁架。這種桁架也可用于塔桅結(jié)構(gòu)和輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。下弦或上弦為折線形的桁架(見圖10-3)，這種桁架外形接近于彎矩圖形狀，比較經(jīng)濟(jì)，其中圖10-3 a多用于橋式起重機(jī)和裝卸橋，圖10-3 b、c多用于塔式或錘形起重機(jī)的伸臂，載重小車可沿直線形的上弦或下弦桿的軌道運(yùn)行。三角形桁架(見圖10-4)適用于塔式起重機(jī)和懸臂式起重機(jī)的臂架結(jié)構(gòu)，也常作輸送機(jī)的支架。圖10-3 折線形桁架b. 桁架的腹桿系統(tǒng)斜腹桿的傾角對(duì)內(nèi)力影響很大，一般應(yīng)在3555之間，而45最合理。此外，應(yīng)

4、使長桿受拉，短桿受壓。桁架的主要參數(shù)a. 桁架的主要參數(shù)是指桁架的跨度(長度)、高度、節(jié)間數(shù)目、節(jié)間長度和重量。b. 對(duì)起重機(jī)的平行弦桁架，按靜、動(dòng)態(tài)剛度條件可求得桁架高度為：式中： l桁架的跨度,mm。按剛度條件決定的桁架高度是最小高度c. 對(duì)平行弦桁架的理想高度為：d. 桁架實(shí)際應(yīng)用的高度介于最小高度和最大高度之間，對(duì)橋式起重機(jī)取為: 對(duì)大跨度裝卸橋取： 桁架桿件的內(nèi)力分析常用的三角形腹桿系桁架內(nèi)力分析方法有圖解法和數(shù)解法(節(jié)點(diǎn)法和截面法)，設(shè)計(jì)時(shí)需要求得所有桿件的內(nèi)力，可用圖解法或節(jié)點(diǎn)法，若只需求出某些桿件的內(nèi)力，則采用截面法比較方便。對(duì)超靜定桁架及桁構(gòu)式結(jié)構(gòu)，可用力法求解內(nèi)力；對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)及不宜分解的空間結(jié)構(gòu)，則應(yīng)用有限元法分析軟件進(jìn)行求解。桁架桿件的計(jì)算長度a. 桿件在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度 a. 桿件在桁架平面外的計(jì)算長度當(dāng)受壓弦桿在桁架平面外的支承點(diǎn)間距大于弦桿節(jié)間長度，而且該段內(nèi)相鄰節(jié)間弦桿內(nèi)力不相等，則