一級結(jié)構(gòu)師基礎(chǔ)輔導:結(jié)構(gòu)力學考點(16)

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(二)平面桁架的內(nèi)力計算
    1.節(jié)點法
    取桁架的節(jié)點為隔離體,由平面匯交力系的平衡條件求解各桿內(nèi)力的方法。從理論上講,任何靜定平面桁架都可利用節(jié)點法求出全部桿件的內(nèi)力,但為了避免求解聯(lián)立方程,在每次截取的節(jié)點上不應超過兩個未知內(nèi)力。在簡單桁架中,只要按兩元片規(guī)則,循著各節(jié)點形成的順序或相反的順序,逐次應用節(jié)點法,在每個結(jié)點的平衡方程中,最多不會超過兩個未知力。
    在計算中,有時可利用下面幾種節(jié)點平衡的特殊情況。
    (1)兩桿節(jié)點上無荷載,兩桿內(nèi)力均為零(圖2—11a);
    (2)三桿節(jié)點上無荷載,其中在同一直線上的兩桿內(nèi)力相等而方向相反,另一桿內(nèi)力為零(圖2—11b);
    (3)四桿節(jié)點上無荷載,且四桿相交成兩直線,則處在同一直線上的兩桿內(nèi)力相等,但方向相反(圖2—11c);
    (4)四桿節(jié)點上無荷載,其中兩桿共線而另兩桿處于此線的同側(cè)且傾角相同,則處于共線桿同側(cè)的兩桿內(nèi)力等值而反向(圖2—11d)。
    
    應用上述識別零桿的方法,容易看出圖2—12a所示桁架中虛線所示的各桿均為零桿。
    圖2—12b、c分別為對稱桁架承受對稱荷載和反對稱荷載作用。根據(jù)對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載(或反對稱荷載)作用下,其內(nèi)力為對稱(或反對稱)的特點,再根據(jù)上述識別零桿的方法,可知圖中虛線所示的桿件為零桿。
    
    在建立節(jié)點平衡方程時,對于斜桿軸力N,??捎闷渌椒至或豎向分力Y作為未知數(shù)。再設斜桿長為l,其水平和豎向投影長度分別為lx和ly,則可得
    N/l= X/lx =Y/ly (2—9)
    由上式可從任一分力X或Y求出軸力N,也可由一個分力算出另一分力,以簡化計算。