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桁架图解法例题及答案

吉林钢结构设计 17小时前 06:30:03 1 抢沙发

桁架图解法例题及答案

桁架图解法是一种用于解决结构力学问题的方法,通过绘制和分析桁架的受力情况来求解。以下是一个简单的桁架图解法例题及答案:,,题目:一个四边形桁架由四个相同的三角形组成,每个三角形的面积为1平方米,桁架的总长度为2米。求桁架的最大承载力。,,解析:我们需要确定桁架的几何参数。由于桁架是由四个相同的三角形组成,我们可以假设每个三角形的高为1米,底为1米。我们可以通过积分的方法来计算桁架的最大承载力。,,答案:根据题目中给出的信息,我们无法直接计算桁架的最大承载力,因为题目没有给出载荷分布和材料属性等相关信息。我们可以通过积分的方法来估算桁架的最大承载力。我们可以将桁架视为一个悬臂梁,然后应用悬臂梁的计算公式来求解最大承载力。

一、桁架图解法例题

(一)例题1

  1. 题目描述
    • 假设一个简单的桁架结构,受到若干集中力作用,如在桁架的节点上分别有垂直向下的集中力F1=5kNF_1 = 5kNF2=3kNF_2 = 3kN等(这里仅为假设的简单情况)。桁架的支座形式为一端铰支座,一端滚轴支座。桁架杆件若干,各杆件之间的夹角已知。
  2. 解题步骤
    • 确定外力区域编号和杆件区域编号:按照顺时针方向,确定外力(包括支座反力)之间区域的编号,例如用aabbcc等表示;用数字定义桁架杆件之间区域,如112233等。对于支座反力,如左端铰支座反力可命名为m?am - a(假设按照顺时针方向),某杆件可命名为1?21 - 22?12 - 1(根据选择节点不同,按顺时针命名)。
    • 求解支座反力:根据桁架整体的力平衡方程,Fx=0\sum F_x = 0(水平方向力的合力为00)和Fy=0\sum F_y=0(垂直方向力的合力为00),以及对于铰支座处的力矩平衡方程M=0\sum M = 0(对某点取矩的合力矩为00)来求解支座反力。假设铰支座处的垂直反力为R1R_1,滚轴支座处的垂直反力为R2R_2,通过计算得到R1R_1R2R_2的大小。
    • 画出外力矢量图:定义内力图的比例尺(即单元力的长度),按外力的方向依次序画出桁架的外力矢量图。例如,如果F1=5kNF_1 = 5kN,按照比例尺换算成长度,力的方向为a?ba - b(假设F1F_1作用在aabb区域之间的节点上且方向向下),则在图中画出对应的矢量。
    • 以节点为基准求杆件内力矢量:以某个节点为基准,画出该节点上的杆件的内力矢量。例如对于节点II,按顺时针,节点上的作用力为a?ba - b的外力,b?1b - 1的上弦杆内力,1?a1 - a的端竖杆内力。根据杆件的方向确定内力矢量所在直线,如b?1b - 1的上弦杆内力矢量在对应的直线上,1?a1 - a的端竖杆内力矢量在竖直直线上(如果是竖杆),它们的交点即为两个力矢量的共同端点。通过这个交点可以确定内力的大小和方向。若内力矢量的方向是指向节点,则该内力为压力;若背离节点,则为拉力。
    • 依次分析各节点内力:按照上述方法依次分析桁架的其他节点的内力,从而得到整个桁架各杆件的内力情况。

(二)例题2

  1. 题目描述
    • 有一个平面桁架,桁架的跨度为L=10mL = 10m,高度为h=2mh = 2m。在桁架上弦节点处作用有集中力F=8kNF = 8kN,桁架的左端为固定铰支座,右端为可动铰支座。求桁架各杆件的内力。
  2. 解题步骤
    • 计算支座反力
      • 由整体的垂直力平衡Fy=0\sum F_y = 0,可得RA+RB=FR_{A}+R_{B}=F(设RAR_{A}为左端支座反力,RBR_{B}