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1、1,第六章 静力学专题 平面简单桁架,2,一、平面桁架,3,桁架: 由杆组成,杆杆间用铰链连接,且受力后几何形状不变的系统。,桁架的优点:轻,充分发挥材料性能。,4,简单桁架力学模型 三角形 : 稳定,平面桁架的基本构成单元,5,二、平面桁架的基本假设 (理想桁架),各杆在节点处用光滑铰链相连接。,桁架的实际节点,焊接或铆接,杆的端点不能转动, 可承受力矩。,理想节点,光滑铰链,不能承受力矩,6, 杆件用光滑的铰链连接; 直杆; 桁架所受的载荷均作用在节点上,且在桁架 的平面内; 杆重不计或平均分配在杆件两端的节点上。,平面简单桁架内力计算的基本假设, 桁架内各杆均为二力杆。,7,超静定桁架,
2、静定桁架,非桁架结构,三、平面桁架的静定判断,:总杆数,:节点数,:减去固定铰支座和滚动铰支座共计3个约束力。,请判断下面的平面桁架是否静定?,/无冗杆桁架,/有冗杆桁架,8, 三杆节点无载荷、其中两杆在 一条直线上,另一杆必为零杆, 四杆节点无载荷、其中两两 在一条直线上,同一直线上两 杆内力等值、同性。, 两杆节点无载荷、且两杆不在 一条直线上时,该两杆是零杆。,四、特殊杆件的内力判断,9,0,0,0,0,0,解:,(压),,-F,0,例题 1,试计算图示平面桁架杆1、2、3的内力。,10,已知: P,d。,解:由零杆判式知:,G点:,求:1、2、3、4 四杆的内力。,0,0,0,0,0,
3、0,0,0,0,0,0,0,0,解得:,-P,-P,2P,例题 2,I,H,K,J,11,1、节点法,五、求平面桁架各杆内力的两种方法,2、截面法,12,1、节点法,五、求平面桁架各杆内力的两种方法,分别考虑各节点的平衡。 每个节点都受一平面汇交力系的作用,只能 列写两个独立的平衡方程,因而只能求解两 个未知量。 每个节点只能有两未知力杆 注意选择节点顺序。, 适于求解全部杆件的内力。,13,五、求平面桁架各杆内力的两种方法,适当地选取一截面,假想地把桁架截开,再 考虑其中任一部分的平衡,求出被截杆件的 内力。 截开的每部分均受一平面任意力系的作用, 只能列写三个独立的平衡方程,因而只能求 解
4、三个未知量。 不宜截断三杆以上。,2、截面法, 适于校核部分杆件内力。,14,五、求平面桁架各杆内力的步骤,1、求桁架外约束力;,2、求杆件内力;,3、校核。,15,平面桁架的尺寸和支座如图所示。在节点D处受一集中载荷F=10 kN的作用。试求桁架各杆件所受的内力。,例题 3,16,1. 求支座约束力。,列平衡方程:,以整体为研究对象, 受力分析如图所示。,用节点法求解。,解:,解得:,17,2. 再依次取节点为研究对象,求各杆的内力。,列平衡方程:,假定各杆均受拉力。,(1)先以节点A为研究对象,解得:,18,列平衡方程:,(2)再以节点C为研究对象,受力分析如图所示。,解得:,19,(3)
5、以节点D为研究对象,受力分析如图所示。,解得:,列平衡方程:,结论:,20,21,如图所示平面桁架,各杆件的长度都等于1 m。在节点E、G、F上分别作用载荷FE =10 kN,FG = 7 kN ,FF = 5 kN 。求:杆1、2、3的内力。,例 题 4,22,用节点法求解。,解:,1. 先求桁架的支座约束力。,2. 再求杆的内力。,节点A:F4、F5,23,1. 先求桁架的支座约束力。,列平衡方程:,用截面法求解。,取桁架整体为研究对象, 受力分析如图所示。,解:,解得:,24,2. 求杆1,2和3的内力。,用截面m-m将1、2、3三杆截断,选取左段为研究对象。,列平衡方程:,解得:,(拉),(拉),(压),25,例题 5,试计算图示平面桁架杆1、2、3的内力。,26,解:,1. 先求桁架的支座约束力。,列平衡方程:, 以整体为研究对象。,解得:,27,解:,2. 求杆的内力。,m,截面法:,用一假想截面m-m截断杆1、2、4,研究右侧.,(拉),(压),28,解:,2. 求杆的内力。,节点法:,(压),29,解:,能否用截面法求?如何求?,假想截面n-n截断杆1、2、3、6,研究右侧.,30,作 业,P110: 习题 6 1, 6,