第6章 静定桁架结构和组合结构ppt课件.ppt

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1、第6章静定桁架和组合结构一、桁架结构：指由杆件（通过焊接、铆接或螺栓连接等）组成的结构体系，当荷载只作用在结点上时，各杆内力主要为轴力，截面上的应力基本上分布均匀，可以充分发挥材料的作用。是大跨结构常用的一形式。§6.1桁架的特点和组成分类主桁架基本假设特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。轴力又称为主内力（primaryinternalforces）。注意上弦杆下弦杆竖杆斜杆跨度桁高弦杆腹杆节间d二、桁架各杆件名称介绍桁架结构的分类：一、根据维数分类1.平面（二维）桁架（planetruss）——所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内2.空

2、间（三维）桁架（spacetruss）——组成桁架的杆件不都在同一平面内二、按外型分类1.平行弦桁架2.三角形桁架3.抛物线桁架4.梯形桁架简单桁架（simpletruss）联合桁架（combinedtruss）复杂桁架（complicatedtruss）三、按几何组成分类1.梁式桁架四、按受力特点分类：2.拱式桁架竖向荷载下将产生水平反力§6-2结点法指以只有一个结点的隔离体为研究对象，用汇交力系的平衡方程求解各杆内力的方法轴力分力与杆件尺寸间的关系例1.求以下桁架各杆的内力-3334.819190-3334.819190-33-8-3334.8

3、-33-81919037.5-5.48kN-3334.8-33-837.5-5.419190-5.4-8-33-3334.8结点法计算步骤:（1）求支座反力（2）选择合适的节点开始计算（3）将计算结果连同符号标在轴线上最适用于计算简单桁架结点法计算注意事项:1、每个结点的未知力一般不应超过两个（避免解联立方程组），选择合理的计算顺序2、力的分力，可用投影的比例关系求得（建立平衡关系时常将杆的内力分解为水平分力和竖直分力）。3、力的方向：未知的力全部假设受拉，已知的按实际方向标出。(计算结果为正表示轴力确实为拉力；为负表示轴力为压力)对称结构在对称或

4、反对称的荷载作用下，结构的内力和变形（也称为反应）必然对称或反对称，这称为对称性（symmetry）。4.对称性的利用如果结构对称（包括支座对称），具有对称轴；且荷载也对称，则该结构称为对称结构（symmetricalstructure）。FAyFBy对称结构受对称荷载作用,内力和反力均为对称:E点无荷载,红色杆不受力FAyFBy对称结构受反对称荷载作用,内力和反力均为反对称:垂直对称轴的杆不受力对称轴处的杆不受力6.零杆零内力杆简称零杆（zerobar）。FN2=0FN1=0FN=0FN=05.结点单杆以结点为平衡对象能仅用一个方程求出内力的杆件

5、，称为结点单杆（nodalsinglebar）。FP/2FP/2FPFPFP判断结构中的零杆课堂练习判断习题6.1-6.7中的零杆§6.3截面法截取桁架的某一局部作为隔离体，由平面任意力系的平衡方程即可求得未知的轴力。对于平面桁架，由于平面任意力系的独立平衡方程数为3，因此所截断的杆件数一般不宜超过3。m6mABFPFPFPFPFP1234例2、试用截面法求图示桁架指定杆件的内力2.5FP2.5FPmmnnFN1=-3.75FPFN2=3.33FPFN3=-0.50FPFN4=0.65FP截面单杆截面法取出的隔离体，不管其上有几个轴力，如果某杆的轴

6、力可以通过列一个平衡方程求得，则此杆称为截面单杆。可能的截面单杆通常有相交型和平行型两种形式。相交情况FPFPFPFPFPFPa为截面单杆平行情况FPFPb为截面单杆FPFPFPFN2FN1FN3FAyFPFP用截面法灵活截取隔离体123§6-4截面法与结点法联合应用凡需同时应用结点法和截面法才能确定杆件内力时，统称为联合法（combinedmethod）。例3、试求图示K式桁架指定杆1、2、3的轴力ED杆内力如何求?小结：熟练掌握计算桁架内力的基本方法：结点法和截面法采取最简捷的途径计算桁架内力§6-5静定组合结构一、组合结构的概念链杆梁式杆件组

7、合结构——由链杆和梁式杆件混合组成的结构8kN2m2m2m4m4m4mABCDEGFII5kN3kN一般情况下应先计算链杆的轴力；取隔离体时宜尽量避免截断受弯杆件12-6-61246FN图(kN)5656M图(kNm).例4、试求如图所示组合结构二力杆的轴力及梁式杆的弯矩并绘出弯矩图取D点求DA、DF取E点求EG、EB小结特点既有链杆，又有梁式杆，一般有一些关键的联系杆求解的关键点选择恰当方法解决关键杆内力计算；选择截面时，必须注意区分两类杆作业：6.106.116.156.186.196.256.28