《结构力学上册》PPT课件

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,结构力学,STRUCTURE MECHANICS,第5章,第5章 静定桁架和组合结构,5.1 桁架的特点和组成分类,一、桁架的简化计算,1、桁架是一种重要的结构形式（厂房屋顶、桥梁等）。,2、在结点荷载作用下，桁架各杆以承受轴力为主。,3、取桁架计算简图时采用的假定：,（1）各杆两端用理想铰联结；,（2）各杆轴线绝对平直，在同一平面内且通过铰的中心。,（3）荷载和支座反力都作用在结点上并位于桁架平面内。,通常把理想情况下计算出的应力称为“初应力”或“基本应力”；因理想情况不能完全实现的而出现的应力称为“次应力”。,第5章,二、桁架各部分的名称及分类,1、名称：,斜杆,竖杆,腹杆,2、分类：,（1）按外形分：平行弦、折弦、三角形、梯形等。,（2）按竖向荷载作用下支座是否产生水平推力分：,（a）无推力桁架（梁式桁架）；,（b）有推力桁架（拱式桁架）。,桁高H,节间,d,跨度,l,上弦杆,下弦杆,竖杆,斜杆,第5章,（3）按几何组成分：,简单桁架,联合桁架,复杂桁架,a),简单桁架：,由基础或基本铰结三角形开始，依次增加二元体而形成的桁架。,b),联合桁架：,若干个简单桁架按几何不变体系组成规则铰结而成的桁架。,c),复杂桁架：,不属于以上两类的静定桁架（可采用“零载法”分析）。,第5章,5.2 静定平面桁架的计算,一、结点法,1、,定义：,利用各结点的平衡条件求解桁架内力的方法。,2、,实质：,作用在结点上的各力组成一平面汇交力系。,3、,注意点：,（1）一般结点上的未知力不能多余两个。,（2）可利用比例关系求解各轴力的铅直、水平分量。,4、结点法举例：,第5章,分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：,第5章,分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：,第5章,分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：,第5章,分别以各结点为研究对象，求各杆之轴力：,第5章,将计算结果标在桁架计算简图上：,第5章,5、结点平衡特殊情况的简化计算,（1）在不共线的两杆结点上，若无外荷载作用，则两杆内力均为零。,第5章,N,2,N,1,N,1,=N,2,=0,N,1,N,2,N,1,=N,2,N,3,=0,N,3,N,1,N,2,N,1,=N,2,N,3,=N,4,N,3,N,4,（2）三杆结点无外荷载作用时，如其中两杆在一条直线上，则共线的两杆内力性质相同，而第三杆内力为零,（3）四杆结点无外荷载作用时，如其中两杆在一条直线上，另外两杆在另一条直线上，则同一直线上的两杆内力性质相同。,二、截面法,1、定义：截取桁架的一部分（至少两个结点），利用平衡条件求解桁架内力的方法。,2、实质：作用在隔离体上的各力组成一平面任意力系。,3、注意点：,（1）一般隔离体上上的未知力不能多余三个。,（2）技巧：选取平衡方程时，最好使一个方程只含一个未知数。,4、截面法举例：,第5章,例题1：试求图示桁架杆25、35、34之轴力。,0 kn,30 kn,10 kn,1,1,第5章,例题2：试求图示桁架,杆67、56之轴力。,第5章,解：,（,1,）求出支座反力后，作,1,-,1,截面，研究其,左半部,(,图,2),：,0,=,Y,0,sin,10,10,5,30,67,=,-,-,-,-,a,N,拉力）,(,2,5,67,KN,N,=,（,2,）作,2,-,2,截面，研究其左半部（图,3,）：,0,=,Y,0,10,5,30,56,=,+,-,-,N,（压力）,KN,N,15,56,-,=,结点法、截面法是计算桁架的两种基本方法。计算简单桁架时，两种方法均很简单；而结算联合桁架时，需要联合应用。,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：,M,8,=0，求N,5-11,；进而可求其它杆内力。,K,K,例题1 求图示桁架各杆之轴力。,三、结点法与截面法的联合应用,第5章,例题2：试求图示桁架各杆之轴力。,求出支座反力后作封闭截面K，以其内部或外部为研究对象，可求出N,AD,、N,BE,、N,CF,，进而可求出其它各杆之内力。,K,第5章,例题3：试求图示桁架各杆之轴力。,求出支座反力后作封闭截面K，以其内部或外部为研究对象，可求出N,AC,、N,DE,、N,BF,（右图），进而可求出其它各杆之内力。,K,第5章,例题4：试求图示桁架各杆之轴力。,求出支座反力后作截面K-K，以其左半部或右半部为研究对象，利用,C=0，,可求出N,AB,，进而可求出其它各杆之内力。,K,K,第5章,例题5：试求图示桁架各杆之轴力。,求出支座反力后作截面K-K，以其上半部或下半部为研究对象，利用,M,C,=0,，,可求出N,EF,，进而可求出其它各杆之内力。,K,K,第5章,例题6：试求图示桁架杆a、b、c之轴力。,（1）求出支座反力后作1-1截面，以其左半部为研究对象（图2）：,（2）以结点C为研究对象（图3）：,第5章,5.3 静定组合结构的计算,一、组合结构的组成,组合结构是由只承受轴力的,二力杆,和同时承受弯矩、剪力、轴力的,梁式杆,所组成。可以认为是,桁架和梁的组合体,。,二、组合结构的计算方法,（1）先求出二力杆的内力。,（2）将二力杆的内力作用于梁式杆上，再求梁式杆的内力。,三、组合结构计算举例,第5章,例题：试求（图1）所示组合结构，绘内力图。,1、内力计算,作1-1截面，研究其左半部（图2）：,研究结点E（图3）：,研究结点G（图3）：,第5章,25kN,0kN,50.67kN,50.67kN,50.67kN,51kN,25kN,0kN,12kN,8kN/m,4m,4m,4m,4m,3m,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5章,50.67,-38,-38,50.67,63.34,63.34,N图（kN),13,13,19,19,13,Q图（kN),52,12,M图（kN.m),四、多跨静定刚架的计算,计算多跨静定刚架的方法与计算多跨静定梁的方法类似，即在分析其组成规律后，,首先计算附属部分，再计算基本部分,；在这一过程中还应,注意区分二力杆和梁式杆,。,例题：试绘制图示多跨静定刚架弯矩图。,第5章,（1）以附属部分GHI,为研究对象（图1）：,（2）以AFCDEB,为研究对象（图2）：,（3）以DEB,为研究对象（图3）：,第5章,（5）根据各截面内力值绘出结构弯矩于如下：,（4）以整体为研究对象，对所求支座反力进行校核：,第5章,