结力第3章(2).ppt

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1、结构力学３－3静定平面桁架一、桁架概念和分类简单桁架（simpletruss）联合桁架（combinedtruss）复杂桁架（complicatedtruss）二、结点法零杆:桁架在某些荷载作用下，有些杆件的内力可能为零，这些内力为零的杆件称为零杆。直接判断零杆的方法：ａ、无外力作用的两杆结点，若两杆不共线，则是零杆。b、不共线的两杆结点，当外力沿一杆作用时，则另一杆是零杆。c、无外力作用的三杆结点，若两杆共线，则第三杆为零杆。性质：四杆结点无荷载作用，如其中两杆共线，另外两杆也共线，则共线的两杆内力相等。对称性的利用⑴对称结构(symmetricalstru

2、cture)：几何形状、支撑和刚度都关于某轴对称的结构。但是，由于静定结构的内力与刚度无关，所以，只要静定结构的形状、支撑对称，就可利用对称性进行内力计算。⑵荷载的对称性：正对称荷载(symmetricalload)：绕对称轴对折后，对称轴两边的荷载作用点重合、值相等、方向相同。所以，在大小相等、作用点对称的前提下，与对称轴垂直反向布置、与对称轴平行同向布置、与对称轴重合的荷载是对称荷载。反对称荷载(antisymmetricalload)：绕对称轴对折后，对称轴两边的荷载作用点重合、值相等、方向相反。所以，在大小相等、作用点对称的前提下，与对称轴垂直同向布置

3、的荷载；与对称轴平行反向布置的荷载；垂直作用在对称轴上的荷载；位于对称轴上的集中力偶是反对称荷载。⑶与对称有关的重要结论对称结构在正对称荷载的作用下，反力、内力都成正对称分布，弯矩图、轴力图是对称的，剪力图是反对称的。作出对称轴上的微元体受力图。由微元体的平衡条件可得到：对称轴上的截面剪力为零；与对称轴重合的杆弯矩、剪力为零。对称结构在反对称荷载的作用下，反力、内力都成反对称分布，弯矩图、轴力图是反对称的，剪力图是对称的。作出对称轴上的微元体受力图。由微元体的平衡条件可得到：对称轴上的截面弯矩、轴力为零；与对称轴重合的杆轴力为零。判断零杆例1、用结点法分析图示

4、结构的内力例2、用结点法分析图示结构的内力三、截面法选择截面的思路:１、恰当地选择截面，尽量使切断的含未知力的杆件不超过三根，而且这三杆不能交于一点。２、建立力矩平衡方程时恰当选择矩心（除所求力外，其余未知力都交于一点）。３、建立投影平衡方程时恰当选择投影轴位置（除所求力外，其余未知力都相互平行）。例1、求图中指定杆件的内力。ⅠⅠ例2、求图中指定杆件的内力。ⅠⅠ例3、求图中指定杆件的内力。ⅠⅠ例4、求图中指定杆件的内力。ⅠⅠ00000000000例5、求图中指定杆件的内力。000ⅠⅠ求指定杆件的轴力00000000ⅡⅡⅠⅠ0ⅠⅠ00分析桁架的内力3－5组合结构

5、结构中既有二力杆，又有梁式杆（除二力杆以外的杆都是梁式杆）由二者组合起来而成的结构（如屋架，悬索桥，工作便桥）方法：基本方法是截面法。先求出二力杆的内力，再求梁式杆的内力。注意：在使用截面法，如果切断的杆全是二力杆，则讨论桁架时所有计算方法和结论都适用，如果切断的杆件有梁式杆时，则不能使用桁架的结论．例1、做图示结构的内力图３－6三铰拱一、拱式结构的特征及其应用１、什么是拱式结构？２、拱式结构与梁式结构的区别３、特点:1)、在拱式结构中，由于水平推力的存在，使拱的弯矩比相应简支梁的弯矩小。因而用料节省而自重较轻，能跨越较大的空间。2)、由于拱主要是承受轴向压力

6、，故可充分利用抗拉性能弱而抗压性能强的材料，如砖石、砼等，即能充分利用当地材料，如砌石拱坝、拱桥等。3)、缺点是构造比较复杂，施工费用大，由于推力的存在，拱需要有较为坚固的支承结构。二、三铰拱的计算１、支座反力的计算２、内力的计算例1、图示三铰拱的拱轴线方程为，试求支座反力和内力。解：1、求支座反力2、求内力图示圆弧形三铰拱，试求支座反力和K截面的内力。求链杆的轴力和作梁式杆的弯矩图（1）静定结构的内力和支座反力，可以由平衡条件完全确定，满足全部平衡条件的解答是静定结构的唯一解答，是静定结构的基本特性。3-7静定结构的一般性质受力分析与几何构造分析是密切相关的

7、。（3）支座移动、温度改变、制造误差不会产生内力（2）内力计算与杆件的截面无关因此设计时是先计算内力，然后根据内力选择截面。△CD当温度发生变化时，结构的杆件会发生变形，但由于静定结构没有多余的约束，杆件的变形能不受约束地顺利进行，因此结构也不会产生内力。同样由于没有多余约束，制造误差是不会使静定结构产生内力的，但是制造出来的结构不再是理论设计的样子，杆件、结点都可能发生了移动。这主要是静定结构没有多余的约束，当某一支座沿着它支撑的方向发生移动时，在这个方向上没有多余的约束进行阻止，因此位移顺利进行，结构也不会产生内力。（4）若结构某一部分能够平衡外荷载，则其

8、它部分将不受力Fp=1图示结构在FP作