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桁架圖解法例題及解析

桁架圖解法是一種用于解決結(jié)構(gòu)力學(xué)問題的圖形化方法。它通過將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解為多個(gè)簡(jiǎn)單的桁架單元,然后將這些單元連接起來形成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)模型。這種方法可以幫助我們更好地理解和分析結(jié)構(gòu)的性能,例如強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞壽命等。,,在解析桁架圖解法時(shí),我們需要關(guān)注以下幾個(gè)步驟:確定桁架的類型和尺寸;根據(jù)載荷條件和約束條件建立方程組;解方程組得到各個(gè)桁架單元的內(nèi)力和位移;將這些結(jié)果應(yīng)用到整個(gè)結(jié)構(gòu)模型中,得到結(jié)構(gòu)的總性能。,,需要注意的是,桁架圖解法雖然簡(jiǎn)單易懂,但是其精度受到很多因素的影響,如桁架單元的劃分、節(jié)點(diǎn)連接方式、材料特性等。在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。
桁架圖解法例題及解析 結(jié)構(gòu)框架施工 第1張

桁架圖解法例題及解析示例

  • 例題:有一桁架結(jié)構(gòu),受到半跨單位力的作用,桁架左端有向下的集中力(假設(shè)為0.5),求桁架各桿件內(nèi)力。
    • 解析步驟
      1. 求解支座反力:首先根據(jù)力的平衡方程求解桁架的支座反力。在這個(gè)例子中,根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的受力平衡,可計(jì)算出支座反力的大小和方向等信息。
      2. 區(qū)域編號(hào):以固定的方向(如順時(shí)針方向)確定外力(包括支座反力)之間區(qū)域的編號(hào),例如采用a,b,c,d等英文字母定義外力區(qū)域;然后用數(shù)字定義桁架桿件之間區(qū)域,如1,2,3,4,5等。這樣不管外力還是桿件軸力,都可以用區(qū)域編號(hào)命名,如左端支座反力可以命名為m - a(順時(shí)針)。
      3. 定義內(nèi)力圖比例尺:確定一個(gè)合適的內(nèi)力圖比例尺,即單元力的長(zhǎng)度,這個(gè)比例尺用于后續(xù)內(nèi)力矢量圖的繪制,方便根據(jù)長(zhǎng)度來確定力的大小。
      4. 繪制外力矢量圖:按外力的方向依次序畫出桁架的外力矢量圖。在圖中力的大小按比例尺畫出,力的方向由力矢量的起點(diǎn)編號(hào)和終點(diǎn)編號(hào)定義。例如,桁架左端外力為0.5的向下的集中力,那么在圖中表示為0.5個(gè)單元力的長(zhǎng)度,而且力的方向?yàn)閍 - b(向下)。
      5. 分析節(jié)點(diǎn)內(nèi)力:以節(jié)點(diǎn)為基準(zhǔn),畫出該節(jié)點(diǎn)上的桿件的內(nèi)力矢量。例如對(duì)于節(jié)點(diǎn)I,按順時(shí)針,節(jié)點(diǎn)上的作用力為a - b的外力,b - 1的上弦桿內(nèi)力,1 - a的端豎桿內(nèi)力。按桁架的上弦桿的方向,b - 1的上弦桿內(nèi)力如圖3黑線所示,即b - 1的上弦桿內(nèi)力的力矢量在黑直線上;1 - a的端豎桿內(nèi)力的力矢量在豎直紅線上,因此黑線和紅線的交點(diǎn)即為兩個(gè)力矢量的共同端點(diǎn)1。通過這樣的方式,可以分析出各桿件內(nèi)力的大小和方向。在這個(gè)例子中,可得出b - 1的上弦桿內(nèi)力為零,即該段弦桿為零桿;1 - a的端豎桿內(nèi)力的大小為線段ab的長(zhǎng)度,即為0.5,而且按順時(shí)針,1 - a的端豎桿內(nèi)力的方向?yàn)橄蛏希磳?duì)著節(jié)點(diǎn)I,所以該內(nèi)力為壓力。按照此方法可以繼續(xù)分析其他節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)III等)的內(nèi)力,最終畫出整個(gè)桁架的內(nèi)力矢量圖,進(jìn)而得到各桿件的內(nèi)力系數(shù)等信息。
桁架圖解法例題及解析 結(jié)構(gòu)框架施工 第2張桁架圖解法例題及解析 結(jié)構(gòu)框架施工 第3張

桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

桁架內(nèi)力計(jì)算技巧

桁架圖解法應(yīng)用案例

桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

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