结构力学第5章静定平面桁架共24页PPT资料

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结构力学-静定桁架课件

结构力学-静定桁架课件

平衡条件又满足对称条件)
对称
平衡
(合2的)杆当,荷轴载力反为对零称。时,可编通辑过pp并t 垂直于对称轴的杆件、与对称轴重
P
P
P
12
αα 3 A4
N2 0
y 0
N1
N3
αα A
N4
上图为对称结构、对称荷载的情况, 结点A 在对称轴上。
由∑Y=0 , N1= N2=0 ∑X=0, N3= N4
可编辑ppt
PPP
12
αα A
FN2
y FN1
FN3
αα A
FN4
上图为对称结构、对称荷载的情况, 但结点 A不在对称轴上。
由∑Y=0 , FN1=-FN2(即K形结点)
可编辑ppt
对称桁架结构在对称荷载作用下 对称轴上的K型结点无外力作用时, 其两斜杆轴力为零。
4×a
P
P
P
P
P
2P
-P -P
-P
2P -P
在平面内绕对称轴旋转180度,荷载的作用点重合,作用方 向相反便是反对称荷载,如果荷载的作用点重合,作用方向相
同,便是正对称荷载 ,也即对称荷载。
对称结构在对称荷载作用下,内力是对称的;在反对称荷载 作用下,内力是反对称的。利用这一点,可计算半边结构的内
力。对于对称桁架可以利用对称性判断零杆:
(1)在荷载对称时,K形节点位于对称轴上,并且该节点无外 力,则两个斜杆为零杆。(原因是他们只有等于零才能既满足
能保证桁架的坚固性。
分析桁架内力时,如首先确定其中的零杆,这
对后续分析往往可有编辑利pp。t
小结: (1) 支座反力要校核; (2) 判断零杆及特殊受力杆; (3) 结点隔离体中,未知轴力一律设为拉力, 已知力按实际方向标注; (4) 运用比拟关系 N Fx Fy 。 l lx ly

结构力学课件第五章 桁架

结构力学课件第五章 桁架

a 为 截 面 单 杆
截 面 单 杆
FP
FP
平行情况
b为截面单杆
所作截面截断三根以上的杆件,如除了杆b外, 其余各杆均互相平行,则由投影方程可求出杆b 轴力。
联合桁架举例一
K
K
用结点法计算出1、2、3结点后,无论向结点 4或结点5均无法继续运算。 作K-K截面:M8=0,求FN5-13;进而可求其它杆内力。
15kN
FB=120kN
B
+60
D
+60 30 40
E G
15kN
20
FAH=120kN 60 A -120 C -20 FAV=45kN 15kN
4m 4m
45
F
-20
15kN 4m
到结点B时,只有一个未知力FNBA, 最后到结点A时,轴力均已求出, 故以此二结点的平衡条件进行校核。
FyDG FxDG
FA
几点结论
(1) 用截面法求内力时,一般截断的 杆件一次不能多于三个(特殊情况例外)。 (2) 对于简单桁架,求全部杆件内力 时, 应用结点法;若只求个别杆件内力, 用截面法。 (3) 对于联合桁架,先用截面法将联 合杆件的内力求出,然后再对各简单桁架 进行分析。
截面法中的特殊情况:
注意
对两未知力交点取矩(称为力矩法) 或沿与两个平行未知力垂直的方向 投影(称为投影法)列平衡方程, 可使一个方程中只含一个未知力。
(1)力矩法 设支座反力已求出。

FA

FB
求EF、ED、CD三杆 的内力。 取左部分 作截面Ⅰ-Ⅰ, 为隔离体。
FNCD
0 ME (拉) h
FNEF
FYEF FXEF

结构力学第5章静定平面桁架-PPT课件

结构力学第5章静定平面桁架-PPT课件
第5章 静定平面桁架
本章内容 桁架的特点及分类,结点法、截面法及其联合应用,
对称性的利用,几种E梁v式alu桁a架tio的n 受on力ly特. 点,组合结构的 ea计te算d 。with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
Copyright 2019目-2的0要19求Aspose Pty Ltd.
当取某一结点为隔离E体va时lu,a由tio于n结o点nl上y.的外力与杆件内力组 ea成te一d平w面it汇h A交s力p系os,e.则S独lid立e的s f平or衡.方N程ET只3有.5两C个l,ie即ntΣPFxr=o0f,ileFy5=.02。.0
可解出两个C未o知py量ri。gh因t此20,1在9-一2般01情9况A下sp,o用se结P点ty法L进td行. 计算时,
图5-3
间称为节间,其间距d称为节
间长度。
4.桁架的分类
(1) 按几何外形分
1) 平行弦桁架、2) 折弦桁架、3) 三角形桁架,分别如图54(a)、(b)、(c)所示。
(2) 按有无水平支座反力分
1)梁式桁架 如图5-E4(vaa)、lu(abt)i、o(nc)o所n示ly。. eated2)w拱ith式A桁s架po如se图.S5l-i4d(ed)s所fo示r。.NET 3.5 Client Profile 5.2.0
节点长度 跨度
ea也te分d为w斜it杆h A和s竖p杆os,e.如S图lid5e-3s for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
所示。两支C座o之py间ri的gh水t平20距19-2019 Aspose Pty Ltd.
离l称为跨度,支座联线至桁

第五章静定平面桁架(李廉锟结构力学)全解PPT课件

第五章静定平面桁架(李廉锟结构力学)全解PPT课件

X0, FN CE FN CH 0
Y0 , 10 2 F k N Cs N Ei n F N C D 0

FN CD 1k 0N 215(22.3 61kk 0N N)
F N CH F N CE 2.3 2 6kN
退出
返回
*
§5-2 结点法
5 kN 2m
A 20 kN
10 kN
10 kN 10 kN
通常假定未知的轴力为拉力,计算结果得负值表示轴力 为压力。
退出
返回
*
§5-2 结点法
结构力学
例5-1 试用结点法求三角形桁架各杆轴力。
5 kN 2m
A 20 kN
10 kN
10 kN 10 kN
C
E
F
G
DHBiblioteka 2 m 4=8 m5 kN
B 20 kN
解: (1) 求支座反力。
FxA 0
FyA 20kN(↑)
X0 Y 0
F N AE co sF N AG 0
2k 0 N 5 k N F N Ac E o 0 s
有 所以
FN AE 1k 5N 533.k5N (4压)
F N AG F N AE co s33.2 5 53k 0(N 拉)
退出
返回
*
§5-2 结点法
10 kN
10 kN 10 kN
5 kN
退出
返回
*
§5-1 平面桁架的计算简图
二、按外型分类
1. 平行弦桁架
2. 三角形桁架
3. 抛物线桁架
退出
返回
结构力学
*
§5-1 平面桁架的计算简图
三、按几何组成分类

第05章静定桁架

第05章静定桁架

力学教研室
黑 龙 江 工 程 学 院
22
P
2019/10/14
第五章 静定平面桁架
A
①对称结构在对称荷载作用下,
对称轴上的K 性结点无外力作
用,两斜杆轴力为零。
②由T性结点受力特点,又

可找到四根零杆。

③内接三角形的三顶点不受 力时,内接三角形不受力。

又找到六根零杆。

00 0
0
0
P
00


00 0
学 院
ad
RA
2019/10/14
d
YED
力学教研室
力矩法
28
三、投影法
第五章 静定平面桁架

求DG杆内力
作Ⅱ-Ⅱ截面,
取左部分为隔离体。 由∑Y=0 ,有
RA-P1-P2-P3+YDG=0
YDG=NDGsin=-(RA-P1-P2-P3)
YDG=-V0
此法又称为剪力法。




RA
RB 工

DG段V0= (RA-P1-P2-P3)
l/2
拱式结构
特点: 轴压为主,受力较均匀
基础需牢固
B H


VB


A
C
B


D 特点: 结构整体来看,受力均匀。

横截面弯矩为主,应力分布不均
A
B
梁式结构
为了充分发挥材料的潜力,有 两种处理方案
2019/10/14
力学教研室
4
第五章 静定平面桁架
沿横向将中性轴附近的材料挖去,以节约材料减轻自重。 这样得到的格构式体系称为桁架。

结构力学第5章静定平面桁架

结构力学第5章静定平面桁架
结构的稳定性不足可能导致结构变形、失稳甚至 破坏。
稳定性分析方法
静力分析法
01
通过计算结构在静力荷载作用下的内力和变形,评估结构的稳
定性。
动力分析法
02
利用结构的振动特性,通过分析结构的自振频率和振型,判断
结构的稳定性。
实验法
03
通过实验测试结构的实际性能,包括加载实验和疲劳实验等,
评估结构的稳定性。
结构力学第5章静定平面桁架

CONTENCT

• 静定平面桁架概述 • 静定平面桁架的组成元素 • 静定平面桁架的内力分析 • 静定平面桁架的位移分析 • 静定平面桁架的稳定性分析
01
静定平面桁架概述
定义与特点
定义
静定平面桁架是一种由杆件组成的结构,各杆件仅在结点处相互 连接,且不承受轴向力。
位移计算方法
02
01
03
位移计算是结构力学中的基本问题之一,其目的是确 定结构在受力作用下的位移。
位移计算方法包括图乘法、单位载荷法、有限元法等 。
图乘法是计算位移的常用方法之一,适用于静定结构 和超静定结构的分析。
位移与内力的关系
位移与内力之间存在一定的关 系,这种关系可以通过结构力 学中的平衡方程和变形协调方 程来描述。
特点
具有明确的几何形状和结构特性,能够承受各种外力而不会发生 变形或移动。
静定平面桁架的应用场景
桥梁工程
静定平面桁架广泛应用于桥梁工程中,作为主要承 载结构,如钢桥、拱桥等。
建筑结构
在大型工业厂房、仓库、展览馆等建筑中,静定平 面桁架常被用作屋面或楼面的承重结构。
机械制造
在机械制造领域,静定平面桁架用于制造各种设备 的基础框架和支撑结构。

结构力学静定桁架与组合结构PPT课件

结构力学静定桁架与组合结构PPT课件

第五章 静定平面桁架
§5-2 结点法求桁架内力
H1 0 N13 N35 0
取结点3: X 0 N32 N34
α
Y 0 P N32Sin N34Sin 0
N32 N34 P 2Sin (压)
再取结点2、4:由 X 0 Y 0得
N 26
5 4
P(拉)
N21
9 4
P(压)
第45页/共50页
2、根据计算结果,绘出内力图如下:
3、对计算结果进行校核(略)。
第46页/共50页
第五章 静定平面桁架
作业:P66 5-5 5-9 5-10 5-11
第47页/共50页
第五章 静定平面桁架
(讨论题)
1.什么叫理想桁架? 2.何为桁架的主应力,次应力? 3.按几何组成,桁架分为几类,各有何特点? 4.何为结点法?其适用于什么桁架?用结点
b
P
P
P
c
a
b
P
P
P
b
第38页/共50页
补充例题:
例题1:试求图示桁架杆25、35、34之轴力。
0 kn 30 kn
1
1
10 kn
求出支座反力后,作 1-1 截面,研究其左半部:
(1) M 3 0 : N 25 1 10 2 30 2 0 N 25 40 KN (拉力)
(2)将轴力 N35 移至结点 5 处沿 x、y 方向分解后:
第20页/共50页
本节课到此结 束再见!
第21页/共50页
第五章 静定平面桁架
§5-3 截面法求桁架的内力
原则: 截取桁架的某一部分(包含二
个或二个以上结点)作为脱离体, 应用平面一般力系的三个平衡条件, 求解桁架内力。

结构力学第5章

结构力学第5章

F
x
0
FN 3 0
M
B
3-5 静定平面桁架
例 求桁架各杆内力 Ⅰ A 4×d FP FP Ⅰ B Ⅱ
解 Ⅰ-Ⅰ:
FxA A FyA
FP
FP
FxB FyB
M
Ⅱ-Ⅱ: C Ⅱ 4×d C FP
A
0
FyB FP
FyB FxB
同理可求出A、C两点的约束力。 进而可求其它杆件的内力
M
C
0
由比例关系得
Ⅲ-Ⅲ:
Fx1 FP 3
FN1 5FP 3

Fx 0
FN3 cos 45 Fx1 0
FP
FP
FP
FP
FN3 2 FP 3
3-5 静定平面桁架
求解由两个刚片组成的体系
FN3
FN2 FN1
利用三个平衡方程,求FN1、FN2、FN3。 然后,求解内外两个三角形各杆轴力。
2 FP 2
2 FP 2
F
FP/2 FN图
G
3-7 组合结构
例 FP 做组合的内力图 E D

FP
再请学 生判断 零杆。 FNEC FNDC FNDB
a
A a C B a
FN DB FP
FN EC 2FP
FN DC 0
FPa
2FPa
FP 2FP
M图 FQ图 2FP FP
FN图
3-7 组合结构
3-5 静定平面桁架
例 求指定杆轴力
2 A FP1 FP2 5×d 3 FP3 1 B A FP1 FP2 FN2 FN3 解 取出一个三角形刚片
FN1
取出另一个三角形刚片
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此杆内力C与o外py力rFig相h等t 2,01另9一-2杆0为19零A杆s,po如s图e P5-t5y(dL)所td示. 。
(2) T型结点。两杆在同一直线上的三杆结点,当结点不受外 力时,第三杆为零杆,如图5-5(b)所示。若外力F与第三杆共线, 则第三杆内力等于外力F,如图5-5(e)所示。
(a)
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(a)
(b )
A
A
B
B
C
图5-1
2.计算简图中引用的基本假定
(1)桁架中的各结点都是光滑的理想铰结点。 (2)各杆轴线都是直线,且在同一平面内并通过铰的中心。 (3)荷载及支座反力都作用在结点上且在桁架平面内。
上述假定,保证了桁架中各结点均为铰结点,各杆内只有
(a)
(b)
(c)
(d)
Ev(ae ) luation only. (f)
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图5-4
§5-2 结点法
桁架计算一般是先求支座反力后计算内力。计算内力时可截 取桁架中的一部分为隔离体,根据隔离体的平衡ห้องสมุดไป่ตู้件求解各杆的 轴力。如果截取的隔离体包含两个及以上的结点,这种方法叫截 面法。如果所取隔离体仅包含一个结点,这种方法叫结点法。
当取某一结点为隔离E体va时lu,a由tio于n结o点nl上y.的外力与杆件内力组 ea成te一d平w面it汇h A交s力p系os,e.则S独lid立e的s f平or衡.方N程ET只3有.5两C个l,ie即ntΣPFxr=o0f,ileFy5=.02。.0
可解出两个C未o知py量ri。gh因t此20,1在9-一2般01情9况A下sp,o用se结P点ty法L进td行. 计算时,
FN1=0
FN2=0
(b) FN1
FN2=FN1 FN2=0
FN1 (c)
FN3
FN4=FN3 FN2=FN1
(d)
F
(e)
FN1
F
Evaluation only.
FN1
(f)
FN3
eated with AFNs2=p0ose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0 FN1=F Copyright 201FN93=-F201FN92=FAN1 spose Pty Ltd.FN4=-FN3 FN2=FN1 图5-5
下弦杆 B
ea也te分d为w斜it杆h A和s竖p杆os,e.如S图lid5e-3s for .NET 3.5d Client Profile 5.2.0
所示。两支C座o之py间ri的gh水t 平20距19-2019
节点长度
Aspose
P跨t度y
Ltd.
离l称为跨度,支座联线至桁
架最高点的距离H称为桁高。 弦杆上相邻两结点之间的区
§5-1 平面桁架计算简图
1.特点及组成
所有结点都是铰结点,在结点荷载作用下,各杆内 力中只有轴力。截面上应力分布均匀,可以充分发挥材
料的作用。因此,桁E架v是alu大a跨tio度n 结on构ly中. 常用的一种结构 ea形te式d 。wi在th桥A梁sp及os房e.S屋li建de筑s 中for得.N到E广T泛3.应5 用Cl。ient Profile 5.2.0
图5-3
间称为节间,其间距d称为节
间长度。
4.桁架的分类
(1) 按几何外形分
1) 平行弦桁架、2) 折弦桁架、3) 三角形桁架,分别如图54(a)、(b)、(c)所示。
(2) 按有无水平支座反力分
1)梁式桁架 如图5-E4(vaa)、lu(abt)i、o(nc)o所n示ly。. eated2)w拱ith式A桁s架po如se图.S5l-i4d(ed)s所fo示r。.NET 3.5 Client Profile 5.2.0
其上的未知力数目不宜超过两个,以避免在结点之间解联立方程。 结点法用于计算简单桁架很方便。因为简单桁架是依次增加
二元体组成的。每个二元体只包含两个未知轴力的杆,完全可由 平衡方程确定。计算顺序按几何组成的相反次序进行,即从最后 一个二元体开始计算。
桁架杆件内力的符号规定:轴力以使截面受拉为正,受压 为负。在取隔离体时,轴力均先假设为正。即轴力方向用离开 结点表示。计算结果为正,则为拉力;反之,则为压力。
(3) X型结点。四杆结点两两共线,如图5-5(c)所示,当结点不受外
轴力,都是二力杆。符E合va上lu述a假tio定n的o桁nl架y.,是理想桁架。实 eate际d桁w架it与h上A述sp假os定e是.S有lid差e别s 的fo。r .如N钢E桁T 架3.及5 钢C筋lie混n凝t P土ro桁f架ile 5.2.0
中的结点C都o具py有r很ig大ht的2刚01性9。-2此01外9,A各sp杆o轴se线P也ty不L可t能d.绝对
(3) 按几Co何p组yri成gh分t 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
1) 简单桁架 由一个基本铰结三角形开始,依次增加二元体组成 的桁架,如图5-4(a)、(b)、(c)所示。 2) 联合桁架 由几个简单桁架按几何不变体系的简单组成规则而 联合组成的桁架,如图5-4(d)、(e)所示。 3) 复杂桁架 不属前两种方式组成的其他桁架,如图5-4(f)所示。
桁架中常有一些特殊形式的结点,掌握这些特殊结点的平衡 条件,可使计算大为简化。把内力为零的杆件称为零杆。
(1) L型结点。不在一Ev直a线lu上at的io两n杆on结ly点.,当结点不受外力时, eate两d杆w均it为h 零A杆sp,os如e图.S5l-i5d(ea)s所f示or。.N若E其T中3一.5杆C与li外en力t FP共ro线f,ile则5.2.0
平直,也不一定正好都过铰中心,荷载也不完全作用在结点 上等等。但工程实践及实验表明,这些因素所产生的应力是 次要的,称为次应力。按理想桁架计算的应力是主要的,称 为主应力。本节只讨论产生主应力的内力计算。
3.名词解释
斜杆
竖杆
H
桁架的杆件按其所在位
上弦杆
置分为弦杆和腹杆。弦杆又
A
分为上弦杆和下弦杆;腹E杆valuation only.
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