结力I-03-3 静定结构受力分析(桁架)20130918-22.ppt

第3章 静定结构受力分析 * * 静定结构的受力分析 第三章 §3-3 静定平面刚架受力分析 §3-4 静定平面桁架受力分析 §3-1 梁的内力计算回顾 §3-2 静定多跨梁受力分析 §3-5 组合结构受力分析 §3-6 三铰拱受力分析 §3-7 隔离体方法及截取顺序优选 §3-8 虚位移原理 §3-4 静定桁架受力分析 3-4-1 桁架特点和组成 1、桁架(Truss)的构成 掏空的梁 —— 桁架可以看成是从梁衍化而来 2、桁架的计算简图 上弦杆 腹杆 下弦杆 A B C FP FP FP D E A B C FP D E FP FP FP/2 FP/2 理想桁架简图假设： 理想光滑铰接； 直杆且过铰心； 力只作用在结点。 桁架 是由链杆组成的格构体系，当荷载仅作用在结点上时，杆件仅承受轴向力，截面上只有均匀分布的正应力。 计算简图与实际结构的偏差 并非铰接（结点有较大刚性） 并非直杆（部分杆件为曲的，轴线未必汇交） 并非只有结点荷载（但可进行静力等效处理） 主内力:按计算简图计算出的内力 次内力:实际内力与主内力的差值 梁和刚架以承受弯矩为主，因而截面应力分布不均匀，材料不能得到充分利用； 桁架杆承受轴力为主，可克服梁和刚架的不足。 优点： 内力组成： 次内力远小于主内力 3.桁架的分类（按几何构造） 1、简单桁架 2、联合桁架 3、复杂桁架 计算方法：结点法、截面法或结点法与截面法的联合应用。 分析时的注意事项： 1、尽量建立独立方程：选取包含两个未知数的结点。 2、避免使用三角函数 l lx ly N N N X Y N l = X lx = Y ly 3、假设拉力为正 + 3-4-2 结点法 1 2 3 4 5 6 7 8 4×3m=12m 4m 40kN 60kN 80kN H=0 V1=80kN V8=100kN 一、平面汇交力系 N13 N12 1 X13 Y13 3 4 5 结点1 80 2 40 60 N23 N24 结点2 3 40 60 80 N35 X34 Y34 N34 结点3 -100 60 40 60 -90 50 1 2 3 4 5 6 7 8 4×3m=12m 4m 40kN 60kN 80kN H=0 V1=80kN V8=100kN 80 60 60 40 60 40 30 + -90 0 -90 20 15 + 75 75 80 75 100 - - 二、结点单杆概念 P 结点平面汇交力系中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均共线时，则此杆件称为该结点的结点单杆。 结点单杆的内力可直接根据静力平衡条件求出。 V结点 T结点 K结点 零杆 关于零杆的判断 分析桁架内力时，如首先确定其中的零杆，这对后续分析往往有利。 判断原则： 1）“V”型结点：无荷载时两根零杆；荷载与一杆共线时，另一杆为零杆。 2）“T”型结点：无荷载，一根零杆。 3）“K”型结点：对称荷载作用下的对称结构的对称位置的“K”结点，无荷载作用时2根零杆。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C D 例1. 试指出零杆。 问题：能否 去掉零杆? A B C 意义：简化计算 FP 试指出哪些杆是零杆？ 思考题 FP FP FP 习题 ： 试指出零杆。 习题 3-5(a) 习题 3-5(d) o o o o 共4根零杆 o o o o o o 共6根零杆 FP FP/2 FP/2 FP/2 FP/2 对称 平衡 反对称 平衡 外载分组 C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C C F G F G 提高题：利用结构对称性判断零杆、简化计算。 一、 平面一般力系 O y 截面单杆：任意隔离体中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均相交于一点（或彼此平行）时，则此杆件称为该截面的截面单杆。 截面单杆的内力可直接根据隔离体平衡条件求出。 3-4-3 截面法 A B 1 2 3 4 5 1‘ 2’ 3’ 4’ 6d d P P P a b c d e 解： (1)求支座反力 例1、求图示平面桁架结构中指定杆件的内力。 第3章 静定结构受力分析 *