桁架结构 桁架结构（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。 主要结构特点 各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。 桁架的历史演变 只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。桁架在建造木桥和屋架上最先见诸实用。古罗马人用桁架修建横跨多瑙河的特雷江桥的上部结构（发现于罗马的浮雕中，文艺复兴时期，意大利建筑师（拔拉雕 Palladio）也开始采用木桁架建桥出现朗式、汤式、豪式桁架。英国最早的金属桁架是在1845年建成的，适合汤式木桁架相似的格构桁架，第二年又采用了三角形的华伦式桁架。 桁架种类 桁架可按不同的特征进行分类。 根据桁架的外形分为：平行弦桁架（便于布置双层结构；利于标准化生产，但杆力分布不够均匀）、折弦桁架（如抛物线形桁架梁，外形同均布荷载下简支梁的弯矩图，杆力分布均匀，材料使用经济，构造较复杂）、三角形桁架（杆力分布更不均匀，构造布置困难，但斜面符合屋顶排水需要）。
说明： (1) 总成绩构成：平时作业20分，机考20分，期末考试60分，合计共100分。 (2) 机考题型分二类，一、判断题(10分)；二、选择题(10分)。 (3) 机考题库一为判断题已有120题，机考题库二为选择题已有110题。 (4) 机考时，每位学生从题库一、二中各随机抽取6题，共作12题，每小题2分，满分20分。机考时间为一节课(30分钟) A、B、C、D四选一 选择题(已有110题，待补充) 四、静定桁架与组合结构(已有26题) 1．图示对称桁架在正对称荷载作用下，杆1、2的内力为：( D ) A. F N1>0，F N2>0；B. F N1<0，F N2<0；C. F N1= -F N2≠0；D. F N1=F N2=0。 2．图示对称桁架在反对称荷载作用下，杆1、2、3的内力为：( D ) A. F N1=F N2=F N3=0；B. F N1=F N2=F N3≠0； C. F N1= F N3=0，F N2≠0； D. F N1= -F N3≠0，F N2=0。 3．图示对称桁架在正对称荷载作用下，杆1、2、3、4的内力为：( D ) A. F N1 = F N2 = 0，F N3 = F N4≠0； B. F N1 = F N2≠0，F N3 = F N4 = 0； C. F N1 = F N2≠0，F N3 = F N4 ≠0； D. F N1 = F N2 = F N3 = F N4 = 0。
4．图示对称桁架结构在正对称荷载作用下，零杆(支座不算)个数为：( C) A. 0根； B. 2根； C. 4根； D. 6根。 5．图示桁架，求支座A的水平反力F Ax与竖向反力F Ay，结果是：( A ) A. F ax = 0，F ay = F； B. F ax = F，F ay =0； C. F ax = 0，F ay = 0； D. F ax = F，F ay = F。 6．图示桁架，求杆1的轴力，结果是：( C ) A. F N1= 0； B. F N1= +2F； C. F N1= -2F； D. F N1= -F。
桁架结构静力测试 邬雨萱1450502 金永学1550873 1.工程背景： 钢桁架桥在现实中应用广泛，工程实例中有各 种各样的钢桁架桥。钢桁架桥一般为超静定结 构，以使桥更为安全。桁架杆件主要受轴向拉 应力或压应力而不受弯矩。因此可以最大限度 发挥材料的性能，让承受更大的力，因此其十 分适合于大跨度结构。如图所示就是一座钢桁 架桥。但是实际应用中的桁架桥的结点往往并 非全铰接，其中或多或少带有刚接特性，因此实际使用时桁架的受力与理论计算并不完全相同。桁架结构是现代工程结构中最常用的结构之一。在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，节省材料，减轻自重和增大刚度，同时，桁架结构还具有造型优美，坚固耐用，具有艺术性等特点，在现代工程实践当中得到广泛的应用。因此，桁架的设计和测试显得尤为重要。 1.实验目的： （1）设计并组装桁架结构；图1
（2）理论分析选定杆件轴力大小和方向； （3）了解应变片测量原理及使用方式； （4）测定桁架各杆件轴力大小，并与理论值比较； 2.实验内容： （1）桁架搭建：该桁架由24根265mm×10mm×5mm和90根190mm×10mm×5mm的钢杆通过螺钉连结起来。成型后效果如下图。 图一桁架实物图 (a) (b) (c) 图二节点构造图 （2）实验方案设计：杆件选择：在实验中，为了测得杆的轴力，我们选择了三种不同的杆件粘贴应变片。杆件位置及编号如下图所示： 杆件2
每个测点在杆件的正，反两面分别粘贴应变片，编号后，再引出导线，接入DH-3818静态应变测试仪上。将应变片粘贴在杆件两侧，目的是排除由于受力不在桁架所在平面内而造成的杆件弯曲对测试的影响。在实验处理数据时，应取两个读数的平均值作为杆件的应变值。 加载设计：因简支梁的挠度在力集中在梁中点时达到最大，所以我们将荷载加在桁架的中间位置。为了加载方便，我们把加载点设计在桁架的上弦点A 处。如上图所示。 （3）受力分析：该桁架结构有一定的对称性，在作受力分析图时我们只画结构的一半受力图： （4）操作步骤：a.在需要测量的杆件上贴好应变片，将各应变片导线接入DH-3818静态应变测试仪并用电烙铁焊接牢固； b.将DH-3818静态应变测试仪各通道清零并平衡； c.加载，记录下各通道的读数，计算轴力，与理论值进行比较。 （5）实验数据处理： 测得每个杆件的横截面都是10.25×3.30mm(取横截面积为34mm 2)的矩形，取弹性模量E=210G ，重力加速度g=9.8m/s 。 数据表如下： 其它杆件受力 外载荷杆件1受力杆件2受力杆件3受力
§3-2 静定平面桁架 1. 教学内容和要求 本节主要学习静定平面桁架结构的受力特点和结构特点以及桁架结构的内力计算方法——结点法、截面法、联合法。 通过学习，熟练掌握桁架结构计算的方法，能够判断零杆、计算桁架的轴力。 2. 主要内容 1. 桁架的结构特点 2. 结点法(1) 3. 结点法(2) 4. 结点法(3) 5. 结点法(4) 6. 截面法(1) 7. 截面法(2) 8. 联合法 3. 学习指导 桁架内力计算中主要是应用平面力系的平衡方程，因此，应正确理解平衡方程的特点和结构的受力特点，最关键的是利用力系的可解条件，从而使问题可解。学习中应注重理解方法特点，多做练习、分析，从而达到灵活应用。 4. 参考资料 《结构力学教程(Ⅰ)》P39～P49 3.2.1 静定平面桁架的特点 1. 静定平面桁架：由若干直杆在两端铰接组成的静定结构。 桁架在工程实际中得到广泛的应用，但是，结构力学中的桁架与实际有差别，主要进行了以下简化： (1)所有结点都是无摩擦的理想铰； (2)各杆的轴线都是直线并通过铰的中心； (3)荷载和支座反力都作用在结点上。 2. 桁架的受力特点 桁架的杆件都在两端受轴向力，因此，桁架中的所有杆件均为二力杆。
3. 桁架的分类 简单桁架：由一个基本铰接三角形开始，逐次增加二元体所组成的几何不变体。（图3-11a） 联合桁架：由几个简单桁架，按两刚片法则或三刚片法则所组成的几何不变体。（图3-11b） 复杂桁架：不属于前两种的桁架。（图3-11c） 图3-11a 图3-11b图3-11c 4.桁架内力计算的方法 结点法、截面法、联合法。 3.2.2 结点法 结点法：截取桁架的一个结点为脱离体计算桁架内力的方法。 结点上的荷载、反力和杆件内力作用线都汇交于一点，组成了平面汇交力系，因此，结点法是利用平面汇交力系求解内力的。 ※结点平衡的特殊情，常见的以下几种情况可使计算简化： 图3-12a１图３－12ａ2图3-12b １．零杆的判定：