桁架內(nèi)力分析

桁架內(nèi)力分析第1頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)抽象簡(jiǎn)化后，桿軸交于一點(diǎn)，且“只受結(jié)點(diǎn)荷載作用的直桿、鉸結(jié)體系”的工程結(jié)構(gòu).特性：只有軸力，而沒(méi)有彎矩和剪力。軸力又稱為主內(nèi)力（primaryinternalforces）。上弦桿下弦桿豎桿斜桿跨度桁高

弦桿腹桿節(jié)間d第2頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月次內(nèi)力的影響舉例實(shí)際結(jié)構(gòu)中由于結(jié)點(diǎn)并非是理想鉸，同時(shí)還將產(chǎn)生彎矩、剪力，但這兩種內(nèi)力相對(duì)于軸力的影響是很小的，故稱為次內(nèi)力（secondaryinternalforces）。第3頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月桿號(hào)起點(diǎn)號(hào)終點(diǎn)號(hào)桁架軸力剛架軸力124-35.000-34.966246-60.000-59.973368-75.000-74.9774810-80.000-79.9775130.0000.03263535.00035.00575760.00059.99787975.00074.991

第4頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月桁架結(jié)構(gòu)的分類：一、根據(jù)維數(shù)分類1.平面（二維）桁架（planetruss）——所有組成桁架的桿件以及荷載的作用線都在同一平面內(nèi)第5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.空間（三維）桁架（spacetruss）——組成桁架的桿件不都在同一平面內(nèi)第6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、按外型分類1.平行弦桁架2.三角形桁架3.拋物線桁架4.梯形桁架第7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月簡(jiǎn)單桁架（simpletruss）聯(lián)合桁架（combinedtruss）復(fù)雜桁架（complicatedtruss）三、按幾何組成分類第8頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.梁式桁架2.拱式桁架四、按受力特點(diǎn)分類：第9頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)點(diǎn)法（nodalanalysismethod）

以只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)的隔離體為研究對(duì)象，用匯交力系的平衡方程求解各桿的內(nèi)力的方法例1.求以下桁架各桿的內(nèi)力第10頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-3334.819190第11頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-3334.819190-33-8第12頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-3334.8-33-819190-8kN37.5-5.4第13頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-3334.8-33-837.5-5.419190-5.4-8-33-3334.8第14頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以結(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)平衡方程求得桁架各桿內(nèi)力。小結(jié)：第15頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)稱結(jié)構(gòu)在對(duì)稱或反對(duì)稱的荷載作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形（也稱為反應(yīng)）必然對(duì)稱或反對(duì)稱，這稱為對(duì)稱性（symmetry）。在用結(jié)點(diǎn)法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，注意以下三點(diǎn)，可使計(jì)算過(guò)程得到簡(jiǎn)化。1.對(duì)稱性的利用

如果結(jié)構(gòu)的桿件軸線對(duì)某軸（空間桁架為某面）對(duì)稱，結(jié)構(gòu)的支座也對(duì)同一條軸對(duì)稱的靜定結(jié)構(gòu)，則該結(jié)構(gòu)稱為對(duì)稱結(jié)構(gòu)（symmetricalstructure）。第16頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FAyFBy

對(duì)稱結(jié)構(gòu)受對(duì)稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為對(duì)稱:E點(diǎn)無(wú)荷載,紅色桿不受力第17頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FAyFBy

對(duì)稱結(jié)構(gòu)受反對(duì)稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為反對(duì)稱:垂直對(duì)稱軸的桿不受力第18頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)稱軸處的桿不受力第19頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.零桿零內(nèi)力桿簡(jiǎn)稱零桿（zerobar）。FN2=0FN1=0FN=0FN=02.結(jié)點(diǎn)單桿

以結(jié)點(diǎn)為平衡對(duì)象能僅用一個(gè)方程求出內(nèi)力的桿件，稱為結(jié)點(diǎn)單桿（nodalsinglebar）。利用這個(gè)概念，根據(jù)荷載狀況可判斷此桿內(nèi)力是否為零。第20頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FP/2FP/2FPFPFP判斷結(jié)構(gòu)中的零桿第21頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月截面法

截取桁架的某一局部作為隔離體，由平面任意力系的平衡方程即可求得未知的軸力。對(duì)于平面桁架，由于平面任意力系的獨(dú)立平衡方程數(shù)為3，因此所截?cái)嗟臈U件數(shù)一般不宜超過(guò)3第22頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月m6mABFPFPFPFPFP1234試用截面法求圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。2.5FP2.5FPmmnnFN1=-3.75FPFN2=3.33FPFN3=-0.50FPFN4=0.65FP第23頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月試用截面法求圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。截面單桿截面法取出的隔離體，不管其上有幾個(gè)軸力，如果某桿的軸力可以通過(guò)列一個(gè)平衡方程求得，則此桿稱為截面單桿。可能的截面單桿通常有相交型和平行型兩種形式。FN1=-3.75FPFN2=3.33FPFN3=-0.50FPFN4=0.65FP第24頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

相交情況FPFPFPFPFPFP第25頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平行情況FPFP第26頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FPFPFPFN2FN1FN3FAyFPFP用截面法靈活截取隔離體123第27頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)合法

凡需同時(shí)應(yīng)用結(jié)點(diǎn)法和截面法才能確定桿件內(nèi)力時(shí)，統(tǒng)稱為聯(lián)合法（combinedmethod）。試求圖示K式桁架指定桿1、2、3的軸力第28頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ED桿內(nèi)力如何求?第29頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FP如何計(jì)算？返回章作業(yè):2-1;2-2(b);2-3;2-4;2-5;2-6(a,c,e)第31頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：熟練掌握計(jì)算桁架內(nèi)力的基本方法：結(jié)點(diǎn)法和截面法采取最簡(jiǎn)捷的途徑計(jì)算桁架內(nèi)力能夠分析和計(jì)算組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力尤其注意區(qū)分二力桿和非二力桿第32頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算組合結(jié)構(gòu)——由鏈桿和受彎桿件混合組成的結(jié)構(gòu)。8kN2m2m2m4m4m4mABCDEGFII5kN3kN一般情況下應(yīng)先計(jì)算鏈桿的軸力