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1、第二部分 靜定結構受力分析,第五章 靜定桁架,,(Statically determinate trusses),主內力:按計算簡圖計算出的內力 次內力:實際內力與主內力的差值,簡圖與實際的偏差：并非理想鉸接； 并非理想直桿； 并非只有結點荷載；,5-1 、概述,桁架----直桿鉸接體系.荷載只在結點作用， 所有桿均為只有軸力的二力桿 .,1.桁架的計算簡圖,2.桁架的分類,按幾何組成分類： 簡單桁架在基礎或一個鉸結三角形上依次加二元體構成的 聯(lián)合桁架由簡單桁架按基本組成規(guī)則構成 復雜桁架非上述兩種方式組成的靜定桁架,簡單桁架,簡單桁架,聯(lián)

2、合桁架,復雜桁架,5-2 、結點法,取隔離體時,每個隔離體只包含一個結點的方法. 隔離體上的力是平面匯交力系,只有兩個獨立的平衡方程 可以利用,固一般應先截取只包含兩個未知軸力桿件的結點.,1.求支座反力,其它桿件軸力求 法類似. 求出所有軸力后, 應把軸力標在桿件旁.,,2.取結點A,3.取結點C,4.取結點D,結點法列力矩方程,取結點A,結點法列力矩方程,取結點D,結點單桿:利用結點的一個平衡方程可求出內力的桿件,單桿,零桿:軸力為零的桿,例:試指出零桿,練習:試指出零桿,受力分析時可以去掉零桿, 是否說該桿在結構中是可 有可無的?,練習:試指出零桿,5-3 、截面法,有些情況下,用結

3、點法求解不方便,如:,截面法:隔離體包含不少于兩個結點. 隔離體上的力是一個平面任意力系,可列出三個獨立的 平衡方程.取隔離體時一般切斷的未知軸力的桿件不多余三 根.,5-3 、截面法,解: 1.求支座反力,2.作1-1截面,取右部作隔離體,,3.作2-2截面,取左部作隔離體,,,,截面單桿: 用截面切開后，通過一個方程可求出內力的桿.,截面上被切斷的未知軸力的 桿件只有三個,三桿均為單桿.,截面上被切斷的未知軸力的 桿件除一個外交于一點,該桿 為單桿.,截面法計算步驟: 1.求反力； 2.判斷零桿； 3.合理選擇截面，使待求內力的桿為單桿； 4.列方程求內力,5-4 、

4、結點法與截面法的聯(lián)合應用,,,對稱性的利用,對稱結構:幾何形狀和支座對某軸對稱的結構.,,,對稱荷載:作用在對稱結構對稱軸兩側,大小相等,方向和作 用點對稱的荷載,反對稱荷載:作用在對稱結構對稱軸兩側,大小相等,作用點 對稱,方向反對稱的荷載,,,對稱性的利用,對稱結構的受力特點:在對稱荷載作用下內力是對稱的, 在反對稱荷載作用下內力是反對稱的.,,,,對稱性的利用,例:試求圖示桁架A支座反力.,,,,C,,0,,,,對稱性的利用,例:試求圖示桁架各桿內力.,,一、組合結構的受力特點,先算二力桿，后算彎曲桿 .,由兩類構件組成: 彎曲桿(梁式桿) 二力桿(桁架桿

5、)；,二、組合結構的受力分析,5-5 靜 定 組 合 結 構(Statically determinate composite structures),M,Q,N,一.靜定結構基本性質,滿足全部平衡條件的解答是靜定結構的 唯一解答,,,證明的思路： 靜定結構是無多余聯(lián)系的幾何不變體系，用剛體 虛位移原理求反力或內力，解除約束以“力”代替后， 體系成為單自由度系統(tǒng)，一定能發(fā)生與需求“力”對 應的虛位移，因此體系平衡時由外力的總虛功等于 零一定可以求得“力”的唯一解答。,2-6 靜定結構總論 Statically determinate structures general i

6、ntroduction,剛體虛位移原理 的虛功方程,P - M =0,可唯一地求得 : M= P /,,,剛體虛位移原理 的虛功方程,M不能唯一確定,靜定結構滿足全部平衡 條件的解答是唯一的. 超靜定結構滿足全部平 衡條件的解答不是唯一的.,二.靜定結構派生性質,1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力,,,二.靜定結構派生性質,1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力 2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力,,,二.靜定結構派生性質,1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力 2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力 3. 在結構某幾何不變部分上荷載做等效變換時，荷載變化部分之外的反力、內力不變,,,二.靜定結構派生性質,1. 支座微小位移、溫度改變不產(chǎn)生反力和內力 2. 若取出的結構部分（不管其可變性）能夠平衡外荷載，則其他部分將不受力 3. 在結構某幾何不變部分上荷載做等效變換時，荷載變化部分之外的反力、內力不變 4. 結構某幾何不變部分，在保持與結構其他部分連接方式不變的前提下，用另一方式組成的不變體代替，其他部分的受力情況不變,,,