【結(jié)構(gòu)力學 上 課件】5平面桁架及組合結(jié)構(gòu)

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1、3-5 靜定平面桁架,1 平面桁架的特點和組成分類,特點： 1 所有桿及作用力均在同一平面內(nèi)； 2 各桿均以理想鉸相連； 3 均為直桿； 4 荷載均作用在結(jié)點上。,,所有桿均為二力桿,符號：拉為正、壓為負。,桁架：鉸接平面直桿體系。,桁架的分類（按幾何構(gòu)造）,1、簡單桁架：由基礎或基本三角形，通過增加二元體得到的桁架。,2、聯(lián)合桁架：由兩個簡單桁架連成的幾何不變體系。,3、復雜桁架：除上述兩種桁架以外，均為復雜桁架。,2 結(jié)點法 (method of joints),,,,,,,假設拉力為正,+,,方法：由結(jié)點平衡條件求軸力；,特點：只有兩個平衡條件，一次最多能解出兩個軸力。

2、,順序：與去掉二元體的順序相反（簡單桁架）。,,1,2,3,4,5,6,7,8,,43m=12m,,,,4m,,,,40kN,60kN,80kN,,Fx1=0,,,例：,,FN13,FN12,,,Fx13,Fy13,結(jié)點1,2,40,60,FN23,FN24,結(jié)點2,,,,,3,,,40,,60,,80,FN35,,Fx34,,Fy34,FN34,結(jié)點3,-100,60,40,60,-90,50,,,80,_,60,60,,,,40,60,,,40,30,+,-90,0,-90,,,20,15,+,75,75,80,,,75,_,100,,,,,,結(jié)點單桿概念,,,,,FP,,,,,,,,,,

3、,,結(jié)點平面匯交力系中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均共線時，則此桿件稱為該結(jié)點的結(jié)點單桿。 結(jié)點單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)靜力平衡條件求出。,零桿,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A,B,C,D,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,平面一般力系,,,,,,,,,,,,,,,O,截面單桿：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，則此桿件稱為該截面的截面單桿。 截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體矩平衡條件求出。,3 截面法(method of sections),,,,,,,,,a,b,c,d,e,(1),,,,,例 求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)

4、中指定桿件的內(nèi)力。,(2),,,,,,,,,,a,b,c,d,e,,,4,,,,,,,,,k,(3),,,,,,,,FN1,,,,,,,,D,,,,,,FN2,,,,,,,FyB,,,,,。,k,FP,,,,,,,。,k,FP,,特殊截面,簡單桁架一般采用結(jié)點法計算； 聯(lián)合桁架一般采用截面法計算。,求解由兩個剛片組成的體系,解三個剛片組成的剛架,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FP,FP,4d,A,B,C,-,-,解：,同理可求出A、C兩點的約束力。進而可求其它桿件的內(nèi)力,4 結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應用,為了使計算簡捷應注意：,1）選擇一個合適的出發(fā)點；,2

5、）選擇合適的隔離體；,3）選擇合適的平衡方程,,,,,,,例： 計算桁架中a桿的內(nèi)力。,由結(jié)點T,1.25FP,F,,,,,,組合結(jié)構(gòu)由兩類桿件組成：,桁架桿：只承受軸力。 梁式桿：同時承受彎矩、軸力、剪力,關(guān)鍵問題：正確區(qū)分兩類桿件,只有無荷載作用、兩端鉸接的直桿才是桁架桿。斷開后截面只有軸力。 有直接荷載作用、中間與其它桿件相連、二力曲桿都是梁式桿。斷開后截面有軸力、剪力、彎矩。,注意：為了避免未知數(shù)過多，應盡量避免斷開梁式桿。,3-7 組合結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土,型鋼,鋼筋混凝土,型鋼,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FyA=6,FyB=6,15,,,15,+,3.5,A,F,C,,,,,2.5,,15,,3.5,,15,,FyC=0,彎矩,由F以右,,,0.25m,剪力與軸力,,,0.75,,,0.75,M圖( kN.m),,,0.75,-3.5,例,剪力與軸力,如截面A,,,2.5,15,A,,Y,,H,,,1.24,1.75,1.74,1.25,+,_,FQ圖 (kN),,,_,15.15,14.96,,15.17,14.92,FN圖 (kN),