桁架的特点和组成在线视频

第三章我们将从静定平面桁架的受力分析

开始学习

这一小节包括以下四部分内容

桁架的特点和组成

桁架的求解方法

结点法和截面法

小结

首先我们来看桁架的特点和组成

古人用木料搭建这样一个篝火架

来烤熟食物

这可能是桁架结构的灵感起源

这里面荷载作用在结点处

结点受力

这是桁架的主要特点之一

后来桁架逐渐被用于各类结构

比如说图上这个屋架

上面这个屋架

我们可以用图中的计算简图表示

荷载作用在结点上

支座反力也作用在结点上

屋架中各杆件的内力以轴力为主

轴力是主要内力

而弯矩和剪力是次要内力

这样我们忽略弯矩和剪力的影响

把杆件之间的连接设为铰连结

就得到了如图所示的桁架结构

在这个桁架中因为每个杆件只在杆端受力

所以杆件要平衡

杆端的截面只有轴力

两端截面各有一个轴力

这一对轴力他们贡献大小相等 方向相反

这样整个杆件处于平衡状态

满足平衡条件

桁架中杆件之间的连结都是铰结

由于只受结点荷载作用

每一个杆件都是二力杆

这是桁架的主要特点之二

归纳起来我们在桁架内力计算

或者说由实际结构

向桁架计算简图的简化过程中

采用了以下几个基本假定

一个是桁架的结点都是铰结点

而且是光滑的铰结点

第二各个杆件的轴线都是直线

并且通过铰的中心

第三荷载和反力都作用在结点上

因为桁架中各个杆件的内力只是轴力

杆件内力分布比较均匀

所以材料可以得以充分利用

目前桁架已经广泛应用于桥梁 屋架

等各种结构中

也被应用于塔吊 输电线塔等特殊结构中

对于静定平面桁架

我们可以根据它的几何构造特点

将它分成三类

第一类是简单桁架

比如图上这两个桁架结构

它们是由基础开始

或者是由内部的一个铰接三角形开始

每次用不在一条直线上的两根链杆

连接一个新结点 顺次相连

最后组成了一个几何不变体系

这样构成的

这就是简单桁架

第二种是联合桁架

指的是像图上这样

两个简单桁架用一个铰

或与之不共线的一根链杆连接

组成一个几何不变体系

或者是像右图这个结构

它是由两个简单桁架用三个不平行

也不交于一点的链杆连接而成的

就是图上这三根紫色链杠

这样组成的桁架

就称之为联合桁架

最后是复杂桁架

也就是说它既不是简单的也不是联合的

这样的桁架被称为复杂桁架

比如图上这两个体系

同学们可以尝试一下

对这两个体系进行几何构造分析

不难看出它既不是由两杆连一点

两杆连一点构成的简单桁架

也不是两刚片相连接组成几何不变体系的

联合桁架

这就是复杂桁架

我们从实际结构中简化出了

桁架的力学模型

在这个力学模型中

杆件之间通过铰结点相连

所有的荷载都作用在铰结点上

所有杆件的内力都只是轴力

根据几何构造的不同

静定平面桁架又分为简单 联合 复杂

这样三类

后面我们将学习桁架的基本解法

结点法和截面法