哈工大结构力学课件,王焕定-()-公开课件.ppt

经抽象简化后，杆轴交于一点，且“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构. 特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。轴力又称为主内力（primary internal forces）。 实际结构中由于结点并非是理想铰，同时还将产生弯矩、剪力，但这两种内力相对于轴力的影响是很小的，故称为次内力（secondary internal forces）。 杆号 起点号 终点号 桁架轴力 刚架轴力 1 2 4 -35.000 -34.966 2 4 6 -60.000 -59.973 3 6 8 -75.000 -74.977 4 8 10 -80.000 -79.977 5 1 3 0.000 0.032 6 3 5 35.000 35.005 7 5 7 60.000 59.997 8 7 9 75.000 74.991 桁架结构的分类： 一、根据维数分类 1. 平面（二维）桁架（plane truss） ——所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内 简单桁架 （simple truss） 1. 梁式桁架 结点法（nodal analysis method） 以结点作为平衡对象，结点承受汇交力系作用。 按与“组成顺序相反”的原则，逐次建立各结点的平衡方程，则桁架各结点未知内力数目一定不超过独立平衡方程数。 由结点平衡方程可求得桁架各杆内力。 对称结构在对称或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）。 3. 零杆 零内力杆简称零杆（zero bar）。 判断结构中的零杆 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 用截面法灵活截取隔离体 联 合 法 静定组合结构 特点 既有桁架杆，又有弯曲杆 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 FAy FBy 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 FAy FBy 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 FN2=0 FN1=0 FN=0 FN=0 2. 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，称为结点单杆（nodal single bar）。 利用这个概念，根据荷载状况可判断此杆内力是否为零。 FP/2 FP/2 FP FP FP m 6m A B FP FP FP FP FP 1 2 3 4 试用截面法求图示桁架指定杆件的内力。 2.5FP 2.5FP m m n n FN1 =-3.75FP FN2 =3.33FP FN3 =-0.50FP FN4=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 FP FP FP FP FP FP a为截面单杆 平行情况 FP FP b为截面单杆 FP FP FP FN2 FN1 FN3 FAy FP FP 1 2 3 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 （combined method）。 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 返 回 章 FP 如何 计算？ 组合结构的计算 组合结构——由链杆和受弯杆件混合组成的结构。 8 kN 2 m 2 m 2 m 4 m 4 m 4 m A B C D E G F I I 5 kN 3 kN 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 -6 12 4 6 FN图(kN) 5 6 5 6 返 回 M图(kN m) . * 第二章 静定结构受力分析 §2-1 弹性杆的内力分析回顾 §2-2 静