1.1.桁架的定義；桁架的定義；2.2.工程中的桁架結(jié)構(gòu)及其力學(xué)中的桁架模型；工程中的桁架結(jié)構(gòu)及其力學(xué)中的桁架模型；3.3.理想桁架的基本假定；理想桁架的基本假定；4.4.桁架類型；桁架類型；5.5.桁架靜力分析方法。桁架靜力分析方法。3-4 特殊構(gòu)架特殊構(gòu)架桁架桁架桁桁架架的的定定義義桁架的優(yōu)點(diǎn)：輕，能充分發(fā)揮材料性能。桁架的優(yōu)點(diǎn)：輕，能充分發(fā)揮材料性能。工程中由一些直桿通過焊接、鉚接或工程中由一些直桿通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的幾何形狀不變的結(jié)構(gòu)，稱螺栓連接而成的幾何形狀不變的結(jié)構(gòu)，稱為為-“桁架桁架”。桁架是工程中常見的結(jié)構(gòu)桁架是工程中常見的結(jié)構(gòu),特別是在一特別是在一些大跨度的建筑物或大尺寸的機(jī)械中常采些大跨度的建筑物或大尺寸的機(jī)械中常采用桁架結(jié)構(gòu)用桁架結(jié)構(gòu).房屋建筑中的桁架工程中的桁架結(jié)構(gòu)工程中的桁架結(jié)構(gòu)PF房屋建筑中的桁架房屋建筑中的屋架房屋建筑中的屋架房屋建筑中的屋架房屋建筑中的屋架橋梁桁架橋梁桁架大型起重機(jī)械的機(jī)身高壓輸電線鐵塔結(jié)構(gòu)1、桁架中各桿件桁架中各桿件等直桿等直桿桁桁桁桁架架架架力力力力學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)模模模模型型型型的的的的抽抽抽抽象象象象 3、外載荷、外載荷作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上 桁架所受的載荷通常都是以一定的方式傳桁架所受的載荷通常都是以一定的方式傳 到桁架的節(jié)點(diǎn)上的到桁架的節(jié)點(diǎn)上的。2、桿件與桿件的連接處、桿件與桿件的連接處節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造PF節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)光滑鉸鏈約束光滑鉸鏈約束桁架的節(jié)點(diǎn)桁架的節(jié)點(diǎn)(不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造)桁桁桁桁架架架架力力力力學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)模模模模型型型型的的的的抽抽抽抽象象象象 桿件的連接處實際上更接近于固定端，但是由桿件的連接處實際上更接近于固定端，但是由于桁架的桿件都比較細(xì)長，端部對整根桿件轉(zhuǎn)動的于桁架的桿件都比較細(xì)長，端部對整根桿件轉(zhuǎn)動的限制作用較小，因此把節(jié)點(diǎn)簡化為光滑鉸鏈不會引限制作用較小，因此把節(jié)點(diǎn)簡化為光滑鉸鏈不會引起太大誤差。起太大誤差。桁架的節(jié)點(diǎn)桁架的節(jié)點(diǎn)(不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不同材料的桿件，采用不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造)桁架所受的載荷通常都是以一定的方式傳到桁架的節(jié)點(diǎn)上桁架所受的載荷通常都是以一定的方式傳到桁架的節(jié)點(diǎn)上簡化計算模型簡化計算模型桿件桿件桿件桿件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)橋梁桁架的計算簡圖橋梁桁架的計算簡圖1、桁架中各桿件桁架中各桿件等直桿等直桿2、桿件與桿件的連接處、桿件與桿件的連接處節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)(光滑鉸鏈約束光滑鉸鏈約束)桁桁桁桁架架架架力力力力學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)模模模模型型型型的的的的抽抽抽抽象象象象 3、外載荷、外載荷作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上 滿足上述簡化條件的結(jié)構(gòu)滿足上述簡化條件的結(jié)構(gòu)-理想桁架理想桁架理想桁架理想桁架基本假定基本假定基本假定基本假定：1.1.1.1.各桿均為不計自重的直桿；各桿均為不計自重的直桿；各桿均為不計自重的直桿；各桿均為不計自重的直桿；2.2.2.2.所有桿件只在端部連接，連接處所有桿件只在端部連接，連接處所有桿件只在端部連接，連接處所有桿件只在端部連接，連接處 均假設(shè)為光滑鉸鏈；均假設(shè)為光滑鉸鏈；均假設(shè)為光滑鉸鏈；均假設(shè)為光滑鉸鏈；3.3.3.3.外力及支座反力均作用在節(jié)點(diǎn)上。外力及支座反力均作用在節(jié)點(diǎn)上。外力及支座反力均作用在節(jié)點(diǎn)上。外力及支座反力均作用在節(jié)點(diǎn)上。由上述假設(shè)可知由上述假設(shè)可知:桁架中的桿件只承受拉力或壓力，不承受彎曲桁架中的桿件只承受拉力或壓力，不承受彎曲-二力桿二力桿二力桿二力桿組成桁架的基本構(gòu)件。組成桁架的基本構(gòu)件。桁桁架架的的組組成成基基本本三三角角形形 工程中由一些直桿通過焊接、鉚接或螺栓連接而成工程中由一些直桿通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的的幾何形狀不變幾何形狀不變結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)-“桁架桁架”。所有桁架的基本組成單位都是由三桿通過鉸鏈連接而成的三角形。所有桁架的基本組成單位都是由三桿通過鉸鏈連接而成的三角形。在這個基本單位上再附加上或多或少的三角形即可構(gòu)成簡單或大型的在這個基本單位上再附加上或多或少的三角形即可構(gòu)成簡單或大型的桁架結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)具有堅固性桁架結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)具有堅固性簡單桁架簡單桁架桿件桿件桿件桿件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)桿件桿件桿件桿件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)桿件桿件桿件桿件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)桿件桿件桿件桿件力學(xué)中常見的桁架簡化計算模型力學(xué)中常見的桁架簡化計算模型桁桁 架架 分分 類類 平面桁架平面桁架 平面結(jié)構(gòu)，載荷平面結(jié)構(gòu)，載荷作用在結(jié)構(gòu)平面內(nèi)；作用在結(jié)構(gòu)平面內(nèi)；對稱結(jié)構(gòu)，載荷對稱結(jié)構(gòu)，載荷作用在對稱面內(nèi)。作用在對稱面內(nèi)。空間桁架空間桁架 結(jié)構(gòu)是空間的，結(jié)構(gòu)是空間的，載荷是任意的；載荷是任意的；結(jié)構(gòu)是平面，載荷結(jié)構(gòu)是平面，載荷與結(jié)構(gòu)不共面。與結(jié)構(gòu)不共面。節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)法法桁架桁架靜力分析的基本方法靜力分析的基本方法 節(jié)點(diǎn)力的作用線已知，指向可以假設(shè)節(jié)點(diǎn)力的作用線已知，指向可以假設(shè)節(jié)點(diǎn)力的作用線已知，指向可以假設(shè)節(jié)點(diǎn)力的作用線已知，指向可以假設(shè),考考考考察節(jié)點(diǎn)的平衡察節(jié)點(diǎn)的平衡察節(jié)點(diǎn)的平衡察節(jié)點(diǎn)的平衡.以節(jié)點(diǎn)為平衡對象；以節(jié)點(diǎn)為平衡對象；以節(jié)點(diǎn)為平衡對象；以節(jié)點(diǎn)為平衡對象；考察截出的局部桁架的平衡考察截出的局部桁架的平衡考察截出的局部桁架的平衡考察截出的局部桁架的平衡,直接求得桿直接求得桿直接求得桿直接求得桿件的內(nèi)力件的內(nèi)力件的內(nèi)力件的內(nèi)力,進(jìn)而求得節(jié)點(diǎn)受力。進(jìn)而求得節(jié)點(diǎn)受力。進(jìn)而求得節(jié)點(diǎn)受力。進(jìn)而求得節(jié)點(diǎn)受力。截截面面法法 用假想截面將桁架截開；用假想截面將桁架截開；用假想截面將桁架截開；用假想截面將桁架截開；節(jié)點(diǎn)法節(jié)點(diǎn)法截面法截面法節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)桿件桿件桿件桿件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)桿件桿件桿件桿件桁架中零力桿的判斷桁架中零力桿的判斷零零 桿桿C兩桿節(jié)點(diǎn)上無載荷、且兩桿不在兩桿節(jié)點(diǎn)上無載荷、且兩桿不在一條直線上時，該兩桿是零桿。一條直線上時，該兩桿是零桿。B BF FP P零零 桿桿三桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩桿在三桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩桿在一條直線上，另一桿必為零桿一條直線上，另一桿必為零桿零零零零 桿桿桿桿兩桿節(jié)點(diǎn)無載荷、且兩桿不在兩桿節(jié)點(diǎn)無載荷、且兩桿不在一條直線上時，該兩桿是零桿。一條直線上時，該兩桿是零桿。三桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩桿在三桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩桿在一條直線上，另一桿必為零桿一條直線上，另一桿必為零桿桁架中零力桿的判斷桁架中零力桿的判斷四桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩兩在四桿節(jié)點(diǎn)無載荷、其中兩兩在一條直線上，同一直線上兩桿一條直線上，同一直線上兩桿內(nèi)力等值、同性。內(nèi)力等值、同性。解：解：研究整體，求支座反力研究整體，求支座反力已知：如圖已知：如圖 P=10 kN，求各桿內(nèi)力？，求各桿內(nèi)力？例例依次取依次取A、C、D節(jié)點(diǎn)研究，計算各桿內(nèi)力。節(jié)點(diǎn)研究，計算各桿內(nèi)力。解：解：1 1、研究整體求支反力、研究整體求支反力 例例 已知：如圖，已知：如圖，h，a，P。求：。求：4，5，6桿的內(nèi)力。桿的內(nèi)力。2、選截面、選截面 I-I，取左半部研究，取左半部研究IIA以上各例說明以上各例說明 ：節(jié)點(diǎn)法：可用于計算全部桿的內(nèi)力節(jié)點(diǎn)法：可用于計算全部桿的內(nèi)力 截面法：可用于計算部分桿內(nèi)力截面法：可用于計算部分桿內(nèi)力 先把桿都設(shè)為拉力先把桿都設(shè)為拉力,計算結(jié)果為負(fù)時計算結(jié)果為負(fù)時,說明是壓力說明是壓力,與所設(shè)方向相反。與所設(shè)方向相反。例：例：平面桁架如圖示，已知：平面桁架如圖示，已知：F=2kN，求：各桿的內(nèi)力與支，求：各桿的內(nèi)力與支座約束反力。座約束反力。解：解：用用節(jié)點(diǎn)法，節(jié)點(diǎn)法，取不超過二個取不超過二個未知力的未知力的A分析。分析。DFDAFDBFDEAFABFADFABCED4m3m3m3m3mFDFCBFCXFCYFCECEFEBFECFEFEDABCED4m3333FC可取可取AC逐點(diǎn)求解所有內(nèi)力與約束力逐點(diǎn)求解所有內(nèi)力與約束力,再整體方程校核。再整體方程校核。EBFBAFBCFBEFBDB解：解：用用截面法，截面法，設(shè)法取不超過設(shè)法取不超過三個未知力的部分分析。三個未知力的部分分析。MB=0，6F+FDE4=0ABCED4m3333F11求：桿求：桿FDE的內(nèi)力的內(nèi)力FDE=3kN。ABDFDEFFABFDB例：例：平面桁架如圖示，已知：平面桁架如圖示，已知：F，求：桿，求：桿1的內(nèi)力。的內(nèi)力。aaADFECB1Faamm解：取整體研究解：取整體研究經(jīng)判斷經(jīng)判斷FDB=0，BD桿為零桿；桿為零桿；取取 m-m 截面左側(cè)；截面左側(cè)；mmCF1FFEFABFAYFAX0FAyFAxFC