静定桁架和组合结构的受力分析.pptx

第5章静定桁架和组合结构的受力分析本章教学内容的重点：运用结点法、截面法计算桁架各杆轴力；静定组合结构内力的计算方法；三种平面梁式桁架的受力特点。本章教学基本要求：理解理想桁架的概念；熟练掌握静定平面桁架杆件轴力的计算方法；能利用结点平衡的特殊情况判定零杆和等力杆；掌握静定组合结构的受力特点及内力计算方法；了解静定空间桁架的几何组成规则及杆件轴力的计算方法；了解静定结构的力学特性。本章教学内容的难点：合理地确定计算路径，恰当地选择隔离体和平衡方程。1234

5.3三种平面梁式桁架受力性能比较45.6静定结构的特性5本章内容简介15.1桁架的特点和组成25.2静定平面桁架35.5静定组合结构5.4静定空间桁架6

5.1桁架的特点和组成a)屋架160m80m16mb)桥梁c)水闸闸门

一、关于桁架计算简图的三个假定1）各结点都是光滑的理想铰。2）各杆轴线都是直线，且通过结点铰的中心。上弦杆3）荷载和支座反力都作用在结点上，且通过铰的中心。满足以上假定的桁架，称为理想桁架上弦杆下弦杆节间长度跨度ldh桁高斜杆竖杆1212FNFNFQ1=0FQ2=0

二、桁架的组成特点理想桁架是各直杆在两端用理想铰相连接而组成的几何不变体系（格构式结构、链杆体系）。三、桁架的力学特性理想桁架各杆其内力只有轴力（拉力或压力）而无弯矩和剪力。上弦杆下弦杆节间长度跨度ldh桁高斜杆竖杆1212FNFNFQ1=0FQ2=0

四、主内力和次内力按理想桁架算出的内力（或应力），称为主内力（或主应力）；由于不符合理想情况而产生的附加内力（或应力），称为次内力（或次应力）。大量的工程实践表明，一般情况下桁架中的主应力占总的应力的80%以上，所以，主应力的确定是桁架中应力的主要部分。也就是说，桁架的内力主要是轴力。

五、静定平面桁架的分类1、按桁架的几何组成方式分1）简单桁架——从一个基本铰结三角形或地基上，依次增加二元体而组成的桁架。a）e）d）

2）联合桁架——由几个简单桁架按照两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则构成的桁架。3）复杂桁架——不是按上述两种方式组成的其它桁架b）c）

2、按桁架的外形分1）平行弦桁架。2）三角形桁架。3）折弦桁架。4）梯形桁架。a）b）d）e）3、按支座反力的性质分1）梁式桁架或无推力桁架。2）拱式桁架或有推力桁架。f）

5.2静定平面桁架计算静定平面桁架各杆轴力的基本方法，仍是隔离体平衡法。根据截取隔离体方式的不同，又区分为结点法和截面法。一、结点法结点法是截取桁架结点为隔离体，利用平面汇交力系的两个平衡条件，求解各杆未知轴力的方法。结点法最适合用于计算简单桁架。

一、结点法1、利用力三角形与长度三角形对应边的比例关系简化计算为了便于计算，一般不宜直接计算斜杆的轴力FN，而是将其分解为水平分力Fx和Fy先行计算。利用这个比例关系，就可以很简便地由其中一个力推算其它两个力，而不需要使用三角函数进行计算。FNFNFxFylxlyloxyBAa(长度三角形)(力三角形)

一、结点法用图示桁架为例，来说明结点法的应用。首先，可由桁架的整体平衡条件，求出支座反力，标注于图5-5a中。然后，即可截取各结点解算杆件内力。15kN15kN15kN4m4m4m3m1234567F6=120kNF7H=120kNF7V=45kN115kNFN12FN13Fx13Fy13

一、结点法15kN15kN15kN4m4m4m3m1234567F6=120kNF7H=120kNF7V=45kN1515352012021520201531535152030405060460600515205030400456075120660604575451207120454512015kN15kN15kN4m4m4m3m1234567F6=120kNF7H=120kNF7V=45kN-20-20-120201515255040300604575-456060-++

2、利用结点平衡的特殊情况，判定零杆和等力杆(1)关于零杆的判断在给定荷载作用下，桁架中轴力为零的杆件，称为零杆。2）T型结点：成T型汇交的三杆结点无荷载作用，则不共线的第三杆（又称单杆）必为零杆，而共线的两杆内力相等且正负号相同（同为拉力或压力）。1）L型结点：成L型汇交的两杆结点无荷载作用，则这两杆皆为零杆。L型结点T型结点T型结点（推广）FN1=0FN2=0FN3=0(单杆)FN2=FN1FN1FN1=FPFN2=0FP=

(2)关于等力杆的判断1）X型结点：成X型汇交的四杆结点无荷载作用，则彼此共线的杆件的内力两两相等。X型结点FN1FN3FN2=FN1FN4=FN32、利用结点平衡的特殊情况，判定零杆和等力杆

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