结构力学教案第5章静定桁架和组合结构

发布 2019-08-30 18:05:40 阅读 9968

一、桁架的简化计算。

1、桁架是一种重要的结构形式(厂房屋顶、桥梁等)。

2、在结点荷载作用下,桁架各杆以承受轴力为主。

3、取桁架计算简图时采用的假定:

1)各杆两端用理想铰联结;

2)各杆轴线绝对平直,在同一平面内且通过铰的中心。

3)荷载和支座反力都作用在结点上并位于桁架平面内。

4、通常把理想情况下计算出的应力称为“初应力”或“基本应力”;因理想情况不能完全实现的而出现的应力称为“次应力”。

二、桁架各部分的名称及分类。

1、名称:2、分类。

1)按外形分: 平行弦、折弦、三角形、梯形等。

2)按竖向荷载作用下支座是否产生水平推力分:

a)无推力桁架(梁式桁架);

b)有推力桁架(拱式桁架)。

3)按几何组成分:

a)简单桁架:由基础或铰结三角形开始,依次增加二元体而形成的桁架。

b)联合桁架:若干个简单桁架按几何不变体系组成规则铰结而成的桁架。

c)复杂桁架:不属于以上两类的静定桁架(可采用“零载法”分析)。

一、结点法。

1、定义:利用各结点的平衡条件求解桁架内力的方法。

2、实质:作用在结点上的各力组成一平面汇交力系。

3、注意点:

1)一般结点上的未知力不能多余两个。

2)可利用比例关系求解各轴力的铅直、水平分量。

例题试求图示简单桁架在荷载作用下各杆件的轴力。

解:(1)计算支座反力:

2) 依次计算17结点,求各杆内力。利用结点8校核后,将计算结果标在计算简图上。

5、结点平衡特殊情况的简化计算。

1)在不共线的两杆结点上,若无外荷载作用,则两杆内力性质相同。

2)三杆结点无外荷载作用时,如其中两杆在一条直线上,则共线的两杆内力性质相同,而第三杆内力为零。

3)四杆结点无外荷载作用时,如其中两杆在一条直线上,另外两杆在另一条直线上,则同一直线上的两杆内力性质相同。

二、截面法。

1、定义:截取桁架的一部分(至少两个结点),利用平衡条件求解桁架内力的方法。

2、实质:作用在隔离体上的各力组成一平面任意力系。

3、注意点:

1)一般隔离体上上的未知力不能多余三个。

(2)技巧:尽量使一个方程只含一个未知数。

例题:1试求图示桁架杆之轴力。

解法:求出支座反力后。

研究其左半部。

后两者可利用力的滑移定理)

2、在图5-11所示的桁架中作出1-1截面,取右边为隔离体,由∑mk=0可以求得na。在图5–12所示桁架中作1-1截面取上部分为隔离体,由∑x=0可以求得nb。

三。 结点法与截面法的联合应用。

结点法和截面法是计算桁架内力的两种通用方法。实际计算时,这两种方法常是联合应用的。

图5–14 桁架内力求解示意图。

例5–4 试求图5–16(a)所示桁架中杆 a ,b, c, d的内力。

一、组合结构的组成。

组合结构是由只承受轴力的二力杆和同时承受弯矩、剪力、轴力的梁式杆所组成。可以认为是桁架和梁的组合体。

二、组合结构的计算方法。

1)先求出二力杆的内力。

2)将二力杆的内力作用于梁式杆上,再求梁式杆的内力。

三、组合结构计算举例。

例5–6 试求图所示静定组合结构中二力杆的轴力并绘出梁式杆的弯矩图。

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