【結(jié)構(gòu)力學(xué) 上 課件】5平面桁架及組合結(jié)構(gòu)

3-5 靜定平面桁架,1 平面桁架的特點(diǎn)和組成分類,特點(diǎn)： 1 所有桿及作用力均在同一平面內(nèi)； 2 各桿均以理想鉸相連； 3 均為直桿； 4 荷載均作用在結(jié)點(diǎn)上。,所有桿均為二力桿,符號(hào)：拉為正、壓為負(fù)。,桁架：鉸接平面直桿體系。,桁架的分類（按幾何構(gòu)造）,1、簡單桁架：由基礎(chǔ)或基本三角形，通過增加二元體得到的桁架。,2、聯(lián)合桁架：由兩個(gè)簡單桁架連成的幾何不變體系。,3、復(fù)雜桁架：除上述兩種桁架以外，均為復(fù)雜桁架。,2 結(jié)點(diǎn)法 (method of joints),假設(shè)拉力為正,+,方法：由結(jié)點(diǎn)平衡條件求軸力；,特點(diǎn)：只有兩個(gè)平衡條件，一次最多能解出兩個(gè)軸力。,順序：與去掉二元體的順序相反（簡單桁架）。,1,2,3,4,5,6,7,8,43m=12m,4m,40kN,60kN,80kN,Fx1=0,例：,FN13,FN12,Fx13,Fy13,結(jié)點(diǎn)1,2,40,60,FN23,FN24,結(jié)點(diǎn)2,3,40,60,80,FN35,Fx34,Fy34,FN34,結(jié)點(diǎn)3,-100,60,40,60,-90,50,80,_,60,60,40,60,40,30,+,-90,0,-90,20,15,+,75,75,80,75,_,100,結(jié)點(diǎn)單桿概念,FP,結(jié)點(diǎn)平面匯交力系中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均共線時(shí)，則此桿件稱為該結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)單桿。 結(jié)點(diǎn)單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)靜力平衡條件求出。,零桿,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A,B,C,D,平面一般力系,O,截面單桿：任意隔離體中，除某一桿件外，其它所有待求內(nèi)力的桿件均相交于一點(diǎn)時(shí)，則此桿件稱為該截面的截面單桿。 截面單桿的內(nèi)力可直接根據(jù)隔離體矩平衡條件求出。,3 截面法(method of sections),a,b,c,d,e,(1),例 求圖示平面桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力。,(2),a,b,c,d,e,4,k,(3),FN1,D,FN2,FyB,。,k,FP,。,k,FP,特殊截面,簡單桁架一般采用結(jié)點(diǎn)法計(jì)算； 聯(lián)合桁架一般采用截面法計(jì)算。,求解由兩個(gè)剛片組成的體系,解三個(gè)剛片組成的剛架,FP,FP,4d,A,B,C,-,-,解：,同理可求出A、C兩點(diǎn)的約束力。進(jìn)而可求其它桿件的內(nèi)力,4 結(jié)點(diǎn)法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用,為了使計(jì)算簡捷應(yīng)注意：,1）選擇一個(gè)合適的出發(fā)點(diǎn)；,2）選擇合適的隔離體；,3）選擇合適的平衡方程,例： 計(jì)算桁架中a桿的內(nèi)力。,由結(jié)點(diǎn)T,1.25FP,F,組合結(jié)構(gòu)由兩類桿件組成：,桁架桿：只承受軸力。 梁式桿：同時(shí)承受彎矩、軸力、剪力,關(guān)鍵問題：正確區(qū)分兩類桿件,只有無荷載作用、兩端鉸接的直桿才是桁架桿。斷開后截面只有軸力。 有直接荷載作用、中間與其它桿件相連、二力曲桿都是梁式桿。斷開后截面有軸力、剪力、彎矩。,注意：為了避免未知數(shù)過多，應(yīng)盡量避免斷開梁式桿。,3-7 組合結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土,型鋼,鋼筋混凝土,型鋼,FyA=6,FyB=6,15,15,+,3.5,A,F,C,2.5,15,3.5,15,FyC=0,彎矩,由F以右,0.25m,剪力與軸力,0.75,0.75,M圖( kN.m),0.75,-3.5,例,剪力與軸力,如截面A,2.5,15,A,Y,H,1.24,1.75,1.74,1.25,+,_,FQ圖 (kN),_,15.15,14.96,15.17,14.92,FN圖 (kN),