結(jié)構(gòu)力學：靜定結(jié)構(gòu)的受力分析（剛架-組合結(jié)構(gòu)）

3.3靜定平面剛架知識點：剛架的特點、類型剛架的支座反力和截面內(nèi)力的計算剛架內(nèi)力圖的繪制重點：

剛架內(nèi)力計算難點：

三鉸剛架內(nèi)力圖的繪制（1）平面剛架的定義剛架：由若干根直桿（梁和柱）用剛結(jié)點（部分可為鉸結(jié)點）所組成的結(jié)構(gòu)。平面剛架：組成剛架的各桿的軸線和外力在同一平面。剛結(jié)點鉸結(jié)點1.剛架的特點（2）靜定平面剛架的分類組合剛架簡支剛架三鉸剛架火車站站臺起重機的剛支架小型廠房、倉庫懸臂剛架內(nèi)部空間大，便于利用。剛結(jié)點處各桿不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，因而各桿件的夾角始終保持不變。剛結(jié)點處可以承受和傳遞彎矩。（3）剛架的特點內(nèi)力類型：彎矩、剪力、軸力計算方法：截面法內(nèi)力的符號規(guī)定：

彎矩：彎矩圖畫在受拉一側(cè)。

剪力：使桿段順時針轉(zhuǎn)動為正。

軸力：拉力為正。ABCDBNBCQBCMBCQBANBAMBA2.剛架的內(nèi)力計算1m2m10kN/mABVAHAMA例1：剛架內(nèi)力圖繪制示例C解：（1）支座反力1m2m10kN/mAB105例1：C解：（2）桿端內(nèi)力桿件ABBC結(jié)點ABCN-100Q0100M-5-50假定：彎矩內(nèi)側(cè)受拉為正。ABC解：（3）內(nèi)力圖桿件ABBC結(jié)點ABCN-10-0Q0100M-5-50N（kN）ABCQ（kN）1010ABCM（kN·m）52m2m10kN/m例2：VAHAVC（1）計算支座反力計算步驟：（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力解：（1）支座反力2m2m10kN/m102010（1）計算支座反力計算步驟：（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力解：（2）桿端內(nèi)力假定：彎矩內(nèi)側(cè)受拉為正。桿件ABBC結(jié)點ABBCN10--0Q200--10M0-200桿件ABBC結(jié)點ABBCN10--0Q200--10M0-200（1）計算支座反力計算步驟：（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力解：（3）內(nèi)力圖N（kN）Q（kN）102010桿件ABBC結(jié)點ABBCN10--0Q200--10M0-200解：（3）內(nèi)力圖20M（kN·m）2051m1mABC20kN/m1mDE例3：VAHAVBHB（1）計算支座反力計算步驟：（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力解：（1）支座反力1m1mABC20kN/m1mDE15555（1）計算支座反力計算步驟：（3）作內(nèi)力圖（2）求桿端內(nèi)力解：（2）桿端內(nèi)力桿件ADDCCEEB結(jié)點ADDCCEEBN-15--5-----5Q-5515-5---5M0-5-----50桿件ADDCCEEB結(jié)點ADDCCEEBN-15--5-----5Q-5-15-5---5M0-5-----50N（kN）Q（kN）155ABCDE55515ABCDE5ABCDE桿件ADDCCEEB結(jié)點ADDCCEEBN-15--5-----5Q-5-15-5---5M0-5-----50M（kN·m）552.5小結(jié)知識點：剛架的特點、類型剛架的支座反力和截面內(nèi)力的計算剛架內(nèi)力圖的繪制重點：

剛架內(nèi)力計算難點：

三鉸剛架內(nèi)力圖的繪制本節(jié)課就講到這。休息一會兒！3.4三鉸拱知識點：三鉸拱的特點：

豎向荷載下有水平推力、拱高與水平推力成反比三鉸拱的類型：

拉桿拱、三鉸拱、兩鉸拱、無鉸拱三鉸拱的支座反力和內(nèi)力計算三鉸拱的合理軸線重點：

不同荷載下拱的合理軸線形狀難點：

三鉸拱的內(nèi)力計算桿軸線為曲線；在豎向荷載作用下產(chǎn)生水平反力。

特點橋梁，也適用于寬敞的大廳，如禮堂、展覽館、體育館和商場等。

應用三鉸拱兩鉸拱無鉸拱拉桿拱

拱的各部分名稱跨度L起拱線拱頂拱高?拱趾拱趾拱軸線高跨比

類型

內(nèi)力類型計算方法截面法M、Q、N軸力壓為正順時針轉(zhuǎn)動為正內(nèi)側(cè)受拉為正1.內(nèi)力計算(1)支座反力(2)內(nèi)力的計算例：三鉸拱的軸線為拋物線：試求支座反力，D截面的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖。(1)支座反力示例截面D的幾何參數(shù)：3-6三鉸拱示例(2)內(nèi)力的計算76653-6三鉸拱示例(3)內(nèi)力圖3-6三鉸拱示例(3)內(nèi)力圖在給定的荷載作用下，拱上各截面的彎矩均為零。2.合理軸線例：試求圖示三鉸拱的合理拱軸線。3-6三鉸拱合理軸線均勻分布的水壓力，合理軸線是園弧曲線。q填土荷載，填土表面為一水平面，合理軸線是懸鏈線。qc+.ffxyyy*3-6三鉸拱合理軸線小結(jié)知識點：三鉸拱的特點：

豎向荷載下有水平推力、拱高與水平推力成反比三鉸拱的類型：

拉桿拱、三鉸拱、兩鉸拱、五鉸拱三鉸拱的支座反力和內(nèi)力計算三鉸拱的合理軸線重點：

不同荷載下拱的合理軸線形狀難點：

三鉸拱的內(nèi)力計算本節(jié)課就講到這。休息一會兒！3.5靜定平面桁架知識點：桁架的特點、組成和分類平面桁架的受力特點靜定平面桁架內(nèi)力計算的方法

結(jié)點法、截面法零桿、截面單桿重點：靜定平面桁架內(nèi)力計算難點：

復雜桁架內(nèi)力計算鋼結(jié)構(gòu)屋架武漢長江大橋采用的桁架形式

定義:結(jié)點均為鉸結(jié)點的結(jié)構(gòu)。桁架的結(jié)點為光滑的鉸結(jié)點。各桿的軸線均為直線且通過鉸心。荷載和支座反力都作用在結(jié)點上。

內(nèi)力計算中的基本假定桿的內(nèi)力主要是軸力。1.桁架的特點和組成桁架的各部分名稱跨度L節(jié)間長度d桁高H下弦桿上弦桿腹桿斜桿豎桿簡單桁架:聯(lián)合桁架:復雜桁架:非前兩種為復雜桁架。按幾何組成分由基本鉸結(jié)三角形或基礎(chǔ)，依次增加二元體組成。由幾個簡單桁架聯(lián)合組成的幾何不變的鉸結(jié)體系。2.分類按不同特征分平行弦桁架折弦桁梁三角形桁架梯形桁架15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求桿FC的內(nèi)力。ⅠⅠ分析：截面法截—代—平NEDNECNFCGEF15kN15kNⅠⅠ3.桁架內(nèi)力的計算方法15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求桿FC的內(nèi)力。分析：結(jié)點法NFCNFEF隔離體：結(jié)點F15NFGNGFNGEG15kN結(jié)點G15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ⅠⅠABGCDEF截面法壓力GEF15kN15kNⅠⅠNEDNECNFC15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ABGCDEF結(jié)點法NGFNGEG15kN隔離體：結(jié)點G⌒

壓力15kN15kN15kN4m4m4m3mABGCDEFNFCNFEF隔離體：結(jié)點F15-20解：結(jié)點法壓力15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3mNDBNDCD隔離體：結(jié)點DNDE內(nèi)力為零的桿零桿=0零桿N1N2L形結(jié)點N1N3N2T形結(jié)點=0=0=0

零桿的判斷0000000000任意隔離體中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均相交于一點時，則此桿件為該截面的截面單桿。Oy截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體平衡條件求出4.截面單桿1.求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件a～d的內(nèi)力。AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd解：（1）求支座反力示例AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（2）求內(nèi)力2’1’12P

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcdB454’Pde（2）求內(nèi)力

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（3）求內(nèi)力kB45P2d

小結(jié)知識點：桁架的特點、組成和分類平面桁架的受力特點靜定平面桁架內(nèi)力計算的方法

結(jié)點法、截面法零桿、截面單桿重點：靜定平面桁架內(nèi)力計算難點：

復雜桁架內(nèi)力計算本節(jié)課就講到這。休息一會兒！3.6靜定組合結(jié)構(gòu)知識點：結(jié)構(gòu)特點：桁架+梁內(nèi)力計算方法：截面法內(nèi)力計算過程重點：組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算難點：

組合結(jié)構(gòu)的幾何組成31結(jié)構(gòu)特點——桁架和梁3-6組合結(jié)構(gòu)屋架加固工程橋梁高層建筑32內(nèi)力計算——截面法區(qū)分桁架桿件和受彎桿件。選取脫離體時不要切斷受彎桿件。先計算桁架桿件，后計算受彎桿件。例：繪制內(nèi)力圖示例軸力圖剪力圖彎矩圖3.7靜定結(jié)構(gòu)的特性知識點：

靜定結(jié)構(gòu)的常見形式及受力特點：

梁、剛架、桁架、組合結(jié)構(gòu)、拱靜定結(jié)構(gòu)的分析方法靜定結(jié)構(gòu)的基本特征

幾何、平衡、4個特性重點：靜定結(jié)構(gòu)的基本特征（1）梁和剛架由受彎直桿（梁式桿）組成。（2）桁架和組合結(jié)構(gòu)

桁架由只受軸力的鏈桿組成；

組合結(jié)構(gòu)由梁式桿和鏈桿組成。（3）三鉸拱

豎向荷載作用下有水平支座反力的結(jié)構(gòu)。1.靜定結(jié)構(gòu)常見形式及受力特點隔離體、建立平衡方程的方法2.靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法支座反力和內(nèi)力計算無多余約束幾何構(gòu)造：靜力平衡：平衡條件可確定唯一解3.靜定結(jié)構(gòu)的基本特征（1）

支座移動、制造誤差和溫度改變等因素在靜定結(jié)構(gòu)中不引起內(nèi)力。支座B下沉桿AC稍有縮短桿AB溫度改變（2）靜定結(jié)構(gòu)的局部平衡特性圖(a)中梁AB是幾何不變部分，它自身與荷載維持平衡，因而梁BC無內(nèi)力。圖(b)中桿AB承受任意平衡力系時，只有桿AB產(chǎn)生內(nèi)力，其余各桿都是零桿。（3）

靜定結(jié)構(gòu)的荷載等效性圖(a)中的荷載FP與圖(b)中的荷載是等效荷載。二者只有桿AB的內(nèi)力不同，其余各桿的內(nèi)力都相同。由局部平衡特性有：(a)內(nèi)力=(b)內(nèi)力+(c)內(nèi)力（4）靜定結(jié)構(gòu)的構(gòu)造變換特性圖(a)桿AB改為一個小桁架圖(b)。只是AB的內(nèi)力有改變，其余部分的內(nèi)