【正文】 些桿件是梁式桿，哪些桿件是鏈桿，是計算的關(guān)鍵。 d d d dABCE ND GF2 5 5FFFdⅠⅡⅠⅡ 167。 組合結(jié)構(gòu)的計算 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 例 可不求出反力 ， 直接作出受彎桿 M圖 ， 再由此 M圖及對稱性 、 結(jié)點法求出所有二力桿軸力 。 167。 組合結(jié)構(gòu)的計算 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 A Summary of Statically Determinate Structure 基本要求： 了解靜定結(jié)構(gòu)受力分析的方法及簡化計算 方法；掌握 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)；理解 梁、 拱、剛架和桁架的受力特點。 教學(xué)內(nèi)容： ﹡ 靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法 ﹡ 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì) ﹡ 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 167。 靜定結(jié)構(gòu)總論 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 對靜定結(jié)構(gòu)來說，所能建立的獨立的平衡方程的數(shù)目 =所含的未知力的數(shù)目。為了避免解聯(lián)立方程應(yīng)按一定的順序截取單元，盡量使一個方程中只含一個未知量。 A B C D E F XC YC XD YD YC XC YD XD YA XA YB YF YE 靜定結(jié)構(gòu)的受力分析，主要是利用平衡方程確定支座反力和內(nèi)力，作出內(nèi)力圖。 P P A B C D E F q C D 1 靜定結(jié)構(gòu)受力分析的方法 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 結(jié)點：桁架的結(jié)點法、剛架計算中已知 Q求 N時取結(jié)點為單元。 桿件：靜定梁的計算、剛架計算中已知 M求 Q時取桿件為單元。 桿件體系：桁架、剛架計算的截面法取桿件體系為單元。 P2 P1 結(jié)點單元 P 桿件單元 P 桿件體系 單元 P2 P1 一、單元的形式及未知力 P P 1 靜定結(jié)構(gòu)受力分析的方法 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 二、平衡方程的數(shù)目 單元平衡方程的數(shù)目 =單元的自由度數(shù)，不一定等于單元上未知力的數(shù)目。 結(jié)點單元 P P P2 P1 桿件體系 單元 P2 P1 1 靜定結(jié)構(gòu)受力分析的方法 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 計算簡化的原則：避免解聯(lián)立方程， 盡量使一個方程中只含一個未知量 。 a)根據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律來簡化計算 ①在 桁架 計算中先找出 零桿 ,常可使簡化計算 。 ②對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載作用下 ,內(nèi)力和反力也是對稱的 。 ③對稱結(jié)構(gòu)在反對稱荷載作用下 ,內(nèi)力和反力也是反對稱的 。 b)分析幾何組成 ,合理地選擇截取單元的次序 ①主從結(jié)構(gòu) ,先算附屬部分 ,后算基本部分 。 ②簡單桁架 ,按去除二元體的次序截取結(jié)點 。 ③聯(lián)合桁架 ,先用截面法求出連接桿的軸力 ,再計算其它桿。 三、計算的簡化與截取單元的次序 1 靜定結(jié)構(gòu)受力分析的方法 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 一、溫度改變、支座移動和制造誤差等因素在靜定結(jié)構(gòu) 中不引起內(nèi)力 靜定結(jié)構(gòu)是無多余約束的幾何不變體系；其全部內(nèi)力和反力可由平衡方程唯一確定。 Ct??Ct??2 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì) 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 二、靜定結(jié)構(gòu)的局部平衡特性 在荷載作用下，如果靜定結(jié)構(gòu)中的某一局部可以與荷載平 衡，則其余部分的內(nèi)力必為零。 局部平衡部分也可以是幾何可變的 只要在特定荷載作用下可以維持平衡 P P P 2P P a a a a P P 2 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì) 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 P 2P P B A ＝ + 荷載分布不同，但合力相同 當靜定結(jié)構(gòu)的一個幾何不 變部分上的荷載作等效變換時， 其余部分的內(nèi)力不變。 三、靜定結(jié)構(gòu)的荷載 等效特性 僅 AB桿受力，其余桿內(nèi)力為零 除 AB桿內(nèi)力不同，其 余部分的內(nèi)力相同。 2P B A P P B A 結(jié)論：桁架在非結(jié)點荷載 作用下的內(nèi)力，等于桁架在等效 荷載作用下的內(nèi)力，再疊加上在 局部平衡荷載作用下所產(chǎn)生的局 部內(nèi)力（ M、 Q、 N） 。 2 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì) 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 P A B P A B 四、靜定結(jié)構(gòu)的構(gòu)造變換特性 P NAB NAB P/2 P/2 NAB NAB P/2 P/2 P ＝ + ＝ + ＝ 當靜定結(jié)構(gòu)的一個內(nèi)部幾何不變部分作構(gòu)造變換時 , 其余部分的內(nèi)力不變。 ≠ NAB NAB P/2 P/2 A B NAB NAB P/2 P/2 A B 2 靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì) 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 幾種典型結(jié)構(gòu)：梁、剛架、拱、桁架、組合結(jié)構(gòu)。 { 無推力結(jié)構(gòu)：梁、梁式桁架 有推力結(jié)構(gòu)：三鉸拱、三鉸剛架、拱式桁架、組合結(jié)構(gòu) 桿件 { 鏈桿 梁式桿 組成桁架 組成梁、剛架 組合結(jié)構(gòu) 為達到物盡其用，盡量減小桿件中的彎矩。 鏈桿只有軸力，無彎矩，截面上正應(yīng)力均布，充分利用了 材料的強度。梁式桿有彎矩，截面上正應(yīng)力不均布，沒有充分利用材料強度。 一、梁、剛架、拱、桁架的受力特點 3 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 1)在靜定多跨梁和伸臂梁中，利用桿端負彎矩可減小跨中 正彎矩； 2)在推力結(jié)構(gòu)中，利用水平推力可減小彎矩峰值； 3)在桁架中，利用桿件的鉸結(jié)及荷載的結(jié)點傳遞，使各桿 處于無彎矩狀態(tài)； 4)三鉸拱采用合理拱軸線可處于無彎矩狀態(tài)。 ql2/8 f ql2/32 為了對各種結(jié)構(gòu)型式的力學(xué)特點進行比較，給出幾種結(jié)構(gòu)型式在相同跨度和相同荷載作用下的主要內(nèi)力的數(shù)值。 ql2/48 ql2/48 ql2/48 q 2 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 簡支梁 M最大 (使用于小跨度結(jié)構(gòu) )；伸臂梁、多跨靜定梁、 三鉸剛架、組合結(jié)構(gòu) M次之 (使用于中跨度結(jié)構(gòu) )；桁架、具有 合理軸線的三鉸拱 M為零 (使用于大跨度結(jié)構(gòu) )。 f f/6 ql2/48 ql2/48 ql2/8f 無彎矩狀態(tài) f ql2/8f 7f/12 5f/12 l/4 l/4 l/4 l/4 ql2/192 ql2/192 無彎矩狀態(tài) 2 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 平行弦桁架 二、梁式桁架的型式和受力特性 Q 0 ＋ － 類型：平行弦桁架、三角形桁架和拋物線桁架。 a) 弦桿軸力： rMN 0?? 為相應(yīng)簡支梁對應(yīng)矩心位置的彎矩。 r =h=常數(shù)， 是力臂。 上弦桿受壓取負，下弦桿受拉取正。弦桿內(nèi)力兩端小，中間大。 0Mb) 腹桿軸力： 0QY ?? 是相應(yīng)簡支梁中對應(yīng)桁架節(jié)間的剪力值。斜桿受拉為正，豎桿受壓為負。 端部腹桿軸力大，中間腹桿軸力小 0Q P P P P P 6 d h M 0 P P P P P 4Pd 2 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 三角形桁架 幾類簡支桁架的共同特點是：上弦受壓，下弦受拉， 豎桿、斜桿內(nèi)力符號相反。斜桿向內(nèi)斜受拉，向外斜受壓。 弦桿軸力： rMN 0??r自跨中向兩端按直線規(guī)律變化比M0 減少的快， 弦桿內(nèi)力兩端大，中間??；腹桿內(nèi)力兩端小中間大。斜桿拉，豎桿壓。 拋物線形桁架 r、 M0都按拋物線規(guī)律變化， 各上弦桿內(nèi)力的水平分力相等等于各下弦桿內(nèi)力；腹桿不受力。 弦桿軸力 ： rMN 0?? 1 1 1 1 1 Q 0 M 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 2 各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點 結(jié)構(gòu)力學(xué) 中南大學(xué) 返回退出 06:04 56 59 511 514 517 519 本章課后作業(yè)：