第一章静定结构的内力计算(第三节)2011-2012学案.ppt

1.4静定结构的内力计算 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 1.4.1 一般概念 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——桁架。 二、桁架结构的分类 1. 平面（二维）桁架 ——所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内 二、桁架结构的分类 二、桁架结构的分类 二、桁架结构的分类 1. 梁式桁架 结点法以结点作为隔离体，结点承受汇交力系作用。 由于平面汇交力系独立平衡方程只有两个，因此所选结点包含的未知轴力数目不宜超过2。 对简单桁架，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。 梁式桁架结构的特点 平行弦桁架 三角形桁架 抛物线桁架 折线形桁架 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 1.4.3 静定桁架 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 4.取结点D 1.4.3 静定桁架 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 4.取结点D 1.4.3 静定桁架 4.取结点D 1.4.3 静定桁架 4.取结点D 1.4.3 静定桁架 4.取结点D 1.4.3 静定桁架 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 4.取结点D 其它杆件轴力求法类似。 求出所有轴力后,把轴力标在杆件旁，得桁架的轴力图。 1.4.3 静定桁架 1.求支座反力 2.取结点A 3.取结点C 4.取结点D 其它杆件轴力求法类似。 求出所有轴力后,把轴力标在杆件旁，得桁架的轴力图。 40 40 -50 -40 -30 -10 -14.42 32 24 -14.42 -10 40 40 32 -30 -40 -50 FN图（kN） 1.4.3 静定桁架 三、静定平面桁架的内力计算 （一）结点法 结点单杆:利用结点的一个平衡方程可求出内力的杆件 单杆 单杆 1.4.3 静定桁架 零杆——轴力为零的杆 不受荷载不在一条直线上的二杆结点，二杆内力为零 。 不受荷载的三杆结点，有二杆在同一直线上，则另一杆为零杆。 三、静定平面桁架的内力计算 1.4.3 静定桁架 零杆——轴力为零的杆 不受荷载不在一条直线上的二杆结点，二杆内力为零 。 不受荷载的三杆结点，有二杆在同一直线上，则另一杆为零杆。 三、静定平面桁架的内力计算 1.4.3 静定桁架 对称结构受对称荷载，对称轴上不受荷载的K型结点，两个斜杆为零杆。 对称结构受反对称荷载，与对称轴垂直相交的杆为零杆。 FP FP 对称结构受反对称荷载，与对称轴重合的杆为零杆。 A B C D E F G H I J 受力分析时可以去掉零杆, 是否说该杆在结构中是可 有可无的? 例:试指出零杆 1.4.3 静定桁架 1. 平行弦桁架 2. 三角形桁架 3. 抛物线桁架 1.4.3 静定桁架 4. 折线形桁架 4. 折线形桁架 1.4.3 静定桁架 外形与梁相似，在同样荷载作用下，其力学特性也与梁相似。 上、下弦杆在整体作用中起着承受弯矩的作用，上弦杆受拉，下弦杆受压。上下弦杆的轴力与同跨度 、同荷载代梁比较，弦杆的轴力是中间大，两头小。 腹杆（斜杆、竖杆）整体上是承受剪力的，代梁剪力两头大、中间小，因此腹杆轴力也是两头大中间小。 弦杆受力不均匀，杆件截面尺寸大小不一，制作、安装比较困难，不易标准化。但整体施工较容易，在一般跨度不大的工程中仍采用。 上下弦杆轴力 1.4.3 静定桁架 r 上下弦轴力可以为 上下弦轴力可以为 弦杆对应的r值，由中间向两边按直线变化，二M0是按抛物线变化的。因r的变化比M0是的变化要快，因此弦杆轴力是两边比中间大。 斜杆受压，竖杆受拉。 受力不均匀，靠近端部变化剧烈，角度小，构造复杂。但外形符合房屋顶架的要求，一般在小型结构中采用 1.4.3 静定桁架 上弦上的各结点均在抛物线上，竖杆的长度与代梁弯矩都按抛物线规律变化。在理想情况下，上弦杆各结点的连线相当于合理拱轴线。 上弦杆全部受压且有相同的轴力，下弦杆全部受拉，且拉力相等。 抛物线桁架内力比较均匀，受力合理；但上弦结点都在抛物线上，施工难度大。在大型结构及大跨度结构（18~