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。
4、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”。
二、桁架各部分的名称及分类。
1、名称: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)。
3)按几何组成分:
a)简单桁架:由基础或铰结三角形开始,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)。
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。
例题试求图示简单桁架在荷载作用下各杆件的轴力。
解:(1)计算支座反力:
2) 依次计算17结点,求各杆内力。利用结点8校核后,将计算结果标在计算简图上。
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,则两杆内力性质相同。
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:尽量使一个方程只含一个未知数。
例题:1试求图示桁架杆之轴力。
解法:求出支座反力后。
研究其左半部。
后两者可利用力的滑移定理)
2、在图5-11所示的桁架中作出1-1截面,取右边为隔离体,由∑mk=0可以求得na。在图5–12所示桁架中作1-1截面取上部分为隔离体,由∑x=0可以求得nb。
三。 结点法与截面法的联合应用。
结点法和截面法是计算桁架内力的两种通用方法。实际计算时,这两种方法常是联合应用的。
图5–14 桁架内力求解示意图。
例5–4 试求图5–16(a)所示桁架中杆 a ,b, c, d的内力。
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。
例5–6 试求图所示静定组合结构中二力杆的轴力并绘出梁式杆的弯矩图。
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