土木工程►结构分析►桁架分析方法与介绍

简单桁架分析简介
广告	桁架结构是由在其端点连接在一起的细长构件组成的 成员通常是木制支柱或金属杆 连接连接是通过螺栓或焊接的端部的成员到一个共同的板(扣板)或简单地通过一个大螺栓或销钉通过每个成员 平面桁架位于单个平面上(常见于支撑屋顶和桥梁)，适用于二维受力分析

1.节点的桁架分析方法

如果桁架处于平衡状态，那么它的每个节点也必须处于平衡状态 节点的方法包括满足施加在桁架每个节点“销”上的力的平衡条件 桁架构件均为位于同一平面上的直双力构件 作用在每个销钉上的力系是共面并并行的(相交的)。 转动或力矩平衡在关节处自动满足，只需满足即可 ∑Fx = 0，∑Fy = 0 绘制至少有一个已知力和至多两个未知力的关节的自由体图(可能需要首先确定在桁架支撑处的外部反应) 建立对未知力量的认识 始终假定作用在关节自由体图上的未知成员力处于张力状态(拉“销”) 假定一个未知成员力的正确含义 在这两种情况下，负值表示所选择的意义必须颠倒过来 确定x轴和y轴的方向，使力可以很容易地分解成它们的x和y分量 应用∑Fx = 0和∑Fy = 0，求解未知受力，验证其正确意义 继续分析其他每个关节，选择一个最多有两个未知数和至少一个已知力的关节 受压的构件在关节上“推”，受拉的构件在关节上“拉” 材料力学和建筑规范用于确定构件的受力大小

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不受力的成员

• 如果能够确定那些不支持荷载的构件(零力构件)，使用节点法进行桁架分析将大大简化。

• 这些零力构件用于增加桁架的稳定性在施工期间，并提供支持，如果施加的荷载是改变的

• 如果只有两个成员形成桁架节点，没有外部荷载或支撑反力施加到节点，成员必须是零力成员

• 如果三个构件形成一个桁架，其中两个构件共线，第三个构件是零力构件，前提是没有施加外力或支承反力。

2.桁架的截面方法

• 根据这个原理，如果一个物体处于平衡状态，那么这个物体的任何部分也处于平衡状态

过程进行分析

• 截面或“切割”桁架通过成员的力是确定的

• 在隔离适当的截面之前，可能需要确定桁架的外部反力(然后可以使用3个平衡方程来求解截面上的未知杆件力)。

• 画出截面桁架上受力次数最少的那部分的自由体图

• 建立未知成员力量的感觉

• 应用3个平衡方程，尽量避免需要同时求解的方程

• 力矩应该对两个未知力的作用线的交点进行求和

• 如果两个未知的力是平行和的垂直于这些未知的方向的力

帧和机器

• 结构通常由销连接的多力构件组成

• 框架一般是固定的，用来支撑负载

• 机器包含可移动的部件，其设计目的是传递和改变力的作用

• 可以对框架或机器的每个成员应用平衡方程，以确定作用在节点和支撑物上的力(假设框架或机器受到适当约束，不包含更多的支撑物或支撑物，以防止倒塌)

• 构建适用的自由体图

• 画出形状的轮廓

• 显示作用于该部件的所有力或力矩

• 指示确定力矩所需的尺寸

• 确定结构中所有两个受力构件

• 所有的载荷都施加在连接处

• 成员由光滑的大头针连接在一起

• 成员有两个相等但相反的力作用在他们的应用点

• 力的作用线是沿着构件的轴线的

• 任何两个接触构件共同的力作用在各自的构件上，其大小相等但意义相反

• 应用平衡方程

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