简单桁架分析方法
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
通过将构件的端部螺栓或焊接到公共板(角撑板)或通过简单地穿过每个构件来形成联合连接
平面桁架位于一个平面(经常看到支撑屋顶和桥梁),2-D分析力量适当
1.关节桁架分析方法
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
关节的方法包括满足桁架的每个接合处施加“在销上”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
Σfx= 0,σfy = 0绘制具有至少一种已知力的关节的自由体图,并且在大多数两个未知力下(可能需要首先确定桁架支撑件的外部反应)
建立未知力的感觉
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”)
假设据信是正确意义的未知成员力
在这两种情况下,负值表示所选择的意义必须颠倒过来
定向x和y轴,使得可以轻松地将力分解为x和y组件
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
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
如果三个构件形成桁架,其中两个构件是共线的,则第三构件是零力构件,不提供外力或支持反应。
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
分析程序
截面或“切割”桁架通过成员的力是确定的
在隔离适当的部分之前,可能需要确定桁架的外部反应(然后,3个等式的平衡方程可用于在该部分中求解未知的成员力)
画出截面桁架上受力次数最少的那部分的自由体图
建立未知成员部队的意义
应用3个平衡方程,试图避免需要同时解决的等式
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垂直于这些未知的方向的平行 - 和力
帧和机器
结构通常由引脚连接的多力构件组成
框架一般是固定的,用来支撑负载
机器包含移动部件,旨在传输和改变力的效果
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
表示确定时刻所需的尺寸
识别结构中的所有两个力成员
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