理论力学课件(桁架计算)-1.ppt

桁架结构的分析与计算 制作人：朱涛 桁架是由若干直杆在两端通过焊接、铆接所构成的几何形状不变的工程承载结构。 * * * * 焊接 螺栓连接 桁架中各杆轴线的交点称为节点。 优点：能够充分发挥一般钢材抗拉、压性能强的优势，具有用料省、自重轻、承载能力强、装配拆卸方便等优点。 房屋建筑、起重机架、高压线塔、油田井架以及铁路桥梁等，多采用这种结构。 铆接 一、什么是桁架？ 实际建筑中的桁架结构 各杆件轴线不在同一平面内的桁架，称为空间桁架。 各杆件轴线都在同一平面内的桁架，称为平面桁架。 平面桁架 空间桁架 1.各杆件为直杆，各杆轴线位于同一平面内。 2.杆件与杆件间均用光滑铰链连接。 3.外力都作用在节点上。 4.各杆件自重不计或平均分布在节点上。 桁架中每根杆件均为二力杆 考虑如下几点假设： 理想桁架 二、建立平面桁架力学模型 对于简单理想桁架，各杆所传递的力均可通过力系的平衡方程来计算。 节点法—— 应用平面汇交力系平衡条件，逐一研究桁架上每个节点的平衡。 截面法—— 应用平面任意力系的平衡条件，研究桁架由截面切出的某些部分的平衡。 1.无论采用哪种方法，往往都应先求支座的约束反力。 3.应注意正确选取节点的顺序，使未知力数目与平衡方程数目相等，简化计算过程。 2.为了便于用计算结果的正、负来判断各杆的受力特性，一般在分析各杆受力时，先假定各杆受拉。 注 意 三、简单理想桁架的内力计算 例： 已知:平面桁架节点E处受荷载P，各杆长度均为l；其中A处为固定铰支座，B处为可动铰支座；求：1、2、3杆受力。 解: 取整体,求支座约束力 由平面力系平衡条件列平衡方程 节点法 依次取节点A，C，E为研究对象 对节点A由平面汇交力系平衡条件列平衡方程 得 对节点C由平面汇交力系平衡条件列平衡方程 对节点E由平面汇交力系平衡条件列平衡方程 依次取各节点为研究对象并画出相应的受力图；应用相应的汇交力系的平衡条件列平衡方程求出各杆件的未知力。 节点法求解要点 用截面m-n分桁架为两部分，取桁架左边部分 截面法 假想用一截面截取出桁架的某一部分作为研究对象，此时被截杆件的内力作为研究对象的外力，可应用一般力系的平衡条件列平衡方程求出被截杆件的未知内力。 截面法求解要点 用截面法求杆1，2，3的内力。 用截面m，并取上半部分。 求出杆3的内力F3。 求出杆1的内力F1。 求出杆2的内力F2。 ? 思考题 F a a 1 2 3 F E D a a a A C B m m * *