静定桁架和组合结构.ppt

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1、结构力学STRUCTUREMECHANICS西南科技大学环资学院交通工程系6静定桁架和组合结构Chapter6StaticallyDeterminatePlaneTrussandCompositeStructure基本要求:熟悉各种常见桁架的计算简图；理解桁架的受力特点及按几何组成分类;熟练运用结点法和截面法及其联合法计算桁架内力;掌握零杆判定及组合结构的计算。教学内容：﹡桁架的特点和组成分类﹡结点法﹡截面法﹡结点法和截面法的联合应用﹡组合结构的计算檩横梁屋架桥梁结构纵梁1.桁架：一、桁架计算简图的假设及内力特点由若干直杆两端用铰连接而组成

2、的结构。AB6.1桁架的特点和组成分类实际桁架结点的构造并非理想铰结，如钢桁架或混凝土桁架的杆件采用节点板或预埋铁件焊接时，并不是铰结点；木桁架和钢桁架采用螺栓连接时，其结点比较接近于铰结。而且各杆的轴线也不一定是理想直线，结点上各杆的轴线也不一定完全交与一点。钢屋架6.1桁架的特点和组成分类2．理想桁架假设（1）各结点都是无摩擦的理想铰；（2）各杆轴线都是直线,且通过铰的中心；（3）荷载和支座反力都作用在结点上。3．理想桁架中杆的内力只有轴力，拉力为正，压力为负。6.1桁架的特点和组成分类NN平面桁架：当桁架各杆轴线和外力都作用在一个平面

3、内。节间长度桁高h4．桁架的特点及各部分的名称同梁和刚架比较，桁架各杆只有轴力，截面上的应力分布均匀，可以充分发挥材料的作用，具有重量轻，承受荷载大，是大跨度结构常用的一种形式。l跨度上弦杆竖杆斜杆6.1桁架的特点和组成分类下弦杆二．桁架按几何组成分类6.1桁架的特点和组成分类1、按外形分为：a.平行弦桁架b.折弦桁架c.三角形桁架6.1桁架的特点和组成分类2、按竖向荷载是否引起水平反力分为：a.梁式桁架（无推力桁架）b.拱式桁架（有推力桁架）a.简单桁架:由基础或一个基本铰结三角形开始，依此增加二元体所组成的桁架6.1桁架的特点和组成分类

4、3、按几何组成方式分为:b.联合桁架：由简单桁架按几何不变体系组成法则所组成的。c.复杂桁架：不属于以上两类桁架之外的其它桁架。其几何不变性往往无法用两刚片及三刚片组成法则加以分析，需用零荷载法等予以判别。复杂桁架不仅分析计算麻烦，而且施工也不大方便。工程上较少使用。6.1桁架的特点和组成分类取单结点为分离体，其受力图为一平面汇交力系,它有两个独立的平衡方程。为避免解联立方程,应从未知力不超过两个的结点开始计算。【例6.1】用结点法计算图示桁架各杆的轴力。2m1.5m1.5m2m1.5mCBAGFED9kN6kN9kN12kN12kN解：1

5、)求支座反力2)求各杆轴力由比例关系得:12kNNAFNACYACXACA6.2结点法2m1.5m1.5m2m1.5mCBAGFED9kN6kN9kNC9kN16kN12kNNCDNCF20kN－20＋16＋3－16FNFG16kN3kNNFDXFDYFD由比例关系得:－4.24＋19－4.24＋16－16－203)利用对称性可得其它杆的轴力4)利用D结点的平衡条件来校核6.2结点法计算中的技巧当遇到一个结点上未知力均为斜向时，为简化计算：(1)改变投影轴的方向AS2S1x由∑X=0可首先求出S1(2)改用力矩式平衡方程由∑MC=0一次求出

6、BCY1X1Pr∽将力S1在B点分解为X1、Y1∽ABCdbahP①②6.2结点法（1）L形结点不共线的两杆且结点无外力作用时（2）T形结点三杆结点无外力作用且有两杆共线（3）X形结点四杆结点两两共线且结点无外力作用（4）K形结点四杆结点无外力作用，两杆共线另两杆在直线同侧且交角相等N1=0N2=0N2=N1N3=0N1N4=N3N2N3N1=N2N3≠N4ββN1N2=－N1N3N46.2结点法几种特殊结点及零杆P？6.2结点法例题：零杆的判断。00000000000006.2结点法例题：零杆的判断。几点结论：（1）结点法适用于简单桁架，

7、从最后装上的结点开始计算。（2）每次所取结点的未知力不能多于两个。（3）计算前先判断零杆。6.2结点法1.截面法的概念：截面法据所选方程类型的不同，又分为力矩法和投影法。截面法是作一截面将桁架分成两部分，任取一部分为隔离体（含两个以上的结点），用平衡方程计算所截杆件的内力（一般内力不超过三个）。6.3截面法1力矩法以例说明设支反力已求出。RARB求EF、ED、CD三杆的内力。作截面Ⅰ-Ⅰ，ⅠⅠ取左部分为隔离体。SEFSEDSCD由∑ME=0有RAd－P1d－P2×0－SCDh=0得（拉）（拉）XEF由∑MD=0有RA×2d－P1×2d－P2

8、d+XEFH=0得（压）可以证明：简支桁架在竖向荷载作用下，下弦杆受拉力，上弦杆受压力。add∽XEDYED由∑MO=0有－RAa+P1a+P2(a+d)+YED(a+2d)=0