结构力学教程 课件 第6章 静定桁架和组合结构

第6章静定桁架和组合结构了解静定平面桁架的受力特点掌握静定平面桁架内力计算的方法：——结点法、截面法了解静定组合结构的特点掌握静定组合结构内力计算的方法：教学目标6.1

桁架的特点和组成分类6.2结点法6.3截面法6.4结点法和截面法的联合应用6.5组合结构教学内容知识点桁架的特点和组成分类结点法截面法结点法和截面法的联合应用组合结构6.1桁架的特点和组成分类知识点钢屋架武汉长江大桥采用的桁架形式

定义:结点均为铰结点的结构。桁架的结点为光滑的铰结点。各杆的轴线均为直线且通过铰心。荷载和支座反力都作用在结点上。

内力计算中的基本假定杆的内力主要是轴力。（1）桁架的特点和组成桁架的各部分名称跨度L节间长度d桁高H下弦杆上弦杆腹杆斜杆竖杆简单桁架:联合桁架:复杂桁架:非前两种为复杂桁架。按几何组成分由基本铰结三角形或基础，依次增加二元体组成。由几个简单桁架联合组成的几何不变的铰结体系。（2）桁架的分类按不同特征分平行弦桁架折弦桁梁三角形桁架梯形桁架（3）桁架杆件的轴力正负号：拉为正NNllylxαNNyNxα6.2结点法知识点（1）结点法定义及计算步骤结点法：在计算桁架杆件轴力时，截取某个结点为隔离体，结点上的荷载和各杆轴力组成的力系为平面汇交力系，利用汇交力系平衡条件计算各杆的未知轴力。

结点法最适合于计算简单桁架全部杆件的轴力。结点计算顺序：

HGFEDC15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求杆FC的内力。分析：结点法NFCNFEF隔离体：结点F15NFGNGFNGEG15kN结点G15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ABGCDEF结点法NGFNGEG15kN隔离体：结点G⌒

压力15kN15kN15kN4m4m4m3mABGCDEFNFCNFEF隔离体：结点F15-20压力15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3mNDBNDCD隔离体：结点DNDE内力为零的杆=0（2）零杆N1N2L形结点N1N3N2T形结点=0=0=0

零杆的判断00000000006.3截面法知识点（1）截面法定义及计算步骤截面法：用截面切断拟求杆件,取桁架截出的一部分作为隔离体(隔离体应包含两个以上的结点)。隔离体上所作用的荷载和桁架杆件轴力为平面一般力系，利用平面一般力系的三个独立的平衡方程，可计算所切各杆的未知轴力。

结点法适合于计算联合桁架某些杆件的轴力。15kN15kN15kNABGCDEF4m4m4m3m例：求杆FC的内力。ⅠⅠ分析：截面法截—代—平NEDNECNFCGEF15kN15kNⅠⅠ15kN15kN15kN4m4m4m3m解：ⅠⅠABGCDEF截面法压力GEF15kN15kNⅠⅠNEDNECNFC任意隔离体中，除某一杆件外，其它所有待求内力的杆件均相交于一点时，则此杆件为该截面的截面单杆。Oy截面单杆的内力可直接根据隔离体平衡条件求出（2）截面单杆1.求图示平面桁架结构中指定杆件a～d的内力。AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd解：（1）求支座反力示例AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（2）求内力2’1’12P

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcdB454’Pde（2）求内力

AB123451’2’3’4’6ddPPPabcd（3）求内力kB45P2d

求图示桁架指定杆件内力(只需指出所选截面)（3）拓展00对称性正对称性反对称性000006.4结点法和截面法的联合应用知识点例：求图示平面桁架结构中指定杆件3的内力。分析：单一结点法、截面法无法求解计算过程：截面法的杆1，截面法得杆2，结点法得杆3（1）支座反力VAVBHA（2）截面法m-m截面，求N1124N1124（2）截面法n-n截面，求N2N1N21.522.56.5组合结构知识点由两类受力性质不同的杆件所组成的结构。一类是仅承受轴力的二力杆，另一类是承受弯矩、剪力和轴力的梁式杆。屋架（1）组合结构的特点加固工程桥梁高层建筑截面法区分桁架杆件和受弯杆件。选取脱离体时不要切断受弯杆件。先计算桁架杆件，后计算受弯杆件。（2）内力计算方法例：绘制内力图轴力图剪力图弯矩图hhhA