结构力学-桁架及组合结构2分解
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第5章静定平面桁架复习思考题1.桁架的计算简图作了哪些假设?它与实际的桁架有哪些差别?答:(1)桁架的计算简图假设①各结点都是无摩擦的理想铰;②各杆轴都是直线,并在同一平面内且通过铰的中心;③荷载只作用在结点上并在桁架的平面内。
(2)桁架的计算简图与实际桁架的差别①结点的刚性。
②各杆轴线不可能绝对平直,在结点处也不可能准确交于一点。
③非结点荷载(例如杆件自重、风荷载等)。
④结构的空间作用,等等。
2.如何根据桁架的几何构造特点来选择计算顺序?答:根据桁架的几何构造特点来选择计算顺序的方法(1)找出零杆根据节点的几何特征和外部受力特点判断出零杆。
(2)选择合适的方法求解桁架①用节点法解简单桁架时,在求出支座反力后,可按与几何组成相反的顺序,从最后的结点开始,依次倒算回去,便能顺利地用结点法求出所有杆件的内力。
②求解联合桁架时,用结点法将会遇到未知力超过两个的结点,可以先用截面法将联合杆件的内力求出,再用结点法求解其它杆件的内力。
③求解复杂桁架时,根据桁架的几何构造特点看,可先算出截面单杆的内力,再选择合适的计算方法求解剩余杆的内力。
3.在结点法和截面法中,怎样尽量避免解联立方程?答:在结点法和截面法中,尽量避免解联立方程的方法:(1)采用结点法时,为避免解联立方程,可改选投影轴方向或者改用力矩平衡方程(向力的汇交点取矩)。
(2)采用截面法时,使用力矩法的关键在于选取合理的力矩中心,因此应尽量选取多力汇交点作为力矩中心;使用投影法的过程中,应尽量选择多个力所在方向作为力分解的坐标轴。
4.零杆既然不受力,为何在实际结构中不把它去掉?答:在实际结构中不把零杆去掉的原因:(1)在实际结构中,工况更复杂,荷载不是一成不变的,荷载改变后,“零杆”可能变为非零杆。
因此,为了保证结构的几何形状在任何载荷作用下都不会改变,零杆不能从桁架中除去。
(2)在理想桁架(做了诸多假设)中“零杆”才是零杆,而实际结构中,零杆的内力也不是零,只是较小而已。
5.2 《结构力学》静定桁架和组合结构的内力分析-知识点归纳总结一、桁架按几何组成特征分类(1)简单桁架:由基础或一个基本铰结三角形依次增加二元体形成;(2)联合桁架:由几个简单桁架按几何不变体系的几何组成规则形成;(3)复杂桁架:不是按简单桁架或联合桁架几何组成方式形成。
二、桁架计算的结点法1、取隔离体截取桁架结点为隔离体,作用于结点上的各力(包括外荷载、反力和杆件轴力)组成平面汇交力系,存在两个独立的平衡方程,可解出两个未知杆轴力。
采用结点法计算桁架时,一般从内力未知的杆不超过两个的结点开始依次计算。
计算时,要注意斜杆轴力与其投影分力之间的关系(图1):图1式中,为杆件长度,和分别为杆件在两个垂直方向的投影长度;为杆件轴力,和分别为轴力在两个相互垂直方向的投影分量。
结点法一般适用于求简单桁架中所有杆件轴力。
2、特殊杆件(如零杆、等力杆等)的判断L 形结点(图2a ):呈L 形汇交的两杆结点没有外荷载作用时两杆均为零杆。
T 形结点(图2b ):呈T 形汇交的三杆结点没有外荷载作用时,不共线的第三杆必为零杆,而共线的两杆内力相等且正负号相同(同为拉力或同为压力)。
X 形结点(图2c ):呈X 形汇交的四杆结点没有外荷载作用时,彼此共线的杆件轴力两两相等且符号相同。
K 形结点(图2d ):呈K 形汇交的四杆结点,其中两杆共线,而另外两杆在共线杆同侧且夹角相等。
若结点上没有外荷载作用,则不共线杆件的轴力大小相等但符号相反(即一杆为拉力另一杆为压力)。
Y 形结点(图2e ):呈Y 形汇交的三杆结点,其中两杆分别在第三杆的两侧且夹角相等。
若结点上没有与第三杆轴线方向倾斜的外荷载作用,则该两杆内力大小相等且符号相同。
对称桁架在正对称荷载下,在对称轴两侧的对称位置上的杆件,应有大小相等、性质相y N x x yF F F l l l ==l x l y l N F x F y F同(同为拉杆或压杆)的轴力;在反对称荷载下,在对称轴两侧的对称位置上的杆件,应有大小相等、性质相反(一拉杆一压杆)的轴力。
结构力学课程设计桁架一、教学目标本节课的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握桁架结构的基本概念、类型和受力分析方法;技能目标要求学生能够运用结构力学原理分析和解决桁架结构问题;情感态度价值观目标培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过本节课的学习,学生应该能够:1.描述桁架结构的基本概念和特点;2.分析不同类型的桁架结构及其受力特点;3.运用结构力学原理进行桁架结构的受力分析;4.提出桁架结构优化的方法和建议;5.培养创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括桁架结构的基本概念、类型和受力分析方法。
具体安排如下:1.桁架结构的基本概念:介绍桁架结构的定义、特点和应用领域;2.桁架结构的类型:分析不同类型的桁架结构(如三角形桁架、四边形桁架等)及其受力特点;3.桁架结构的受力分析方法:讲解运用结构力学原理进行桁架结构的受力分析方法,包括节点法、截面法等;4.桁架结构优化:介绍桁架结构优化的方法和建议,如重量减轻、刚度增加等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体应用如下:1.讲授法:用于讲解桁架结构的基本概念、类型和受力分析方法;2.讨论法:学生讨论不同类型的桁架结构及其优缺点,促进学生思考;3.案例分析法:分析实际工程中的桁架结构案例,让学生学会将理论知识应用于实际问题;4.实验法:安排实验环节,让学生亲自操作和观察桁架结构的受力现象,增强实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的桁架结构力学教材,为学生提供系统理论知识;2.参考书:推荐学生阅读相关参考书籍,拓展知识面;3.多媒体资料:制作精美的PPT、动画和视频,直观展示桁架结构的受力现象;4.实验设备:准备桁架结构实验装置,让学生亲身体验和观察受力现象;5.网络资源:引导学生利用网络资源,了解桁架结构在工程中的应用案例。